当我们从用户模式转到内核模式时，哪些寄存器被更改？以及迁移到内核模式的原因是什么？

Question

当我们从用户模式转到内核模式时，哪些寄存器会被更改？以及迁移到内核模式的原因是什么？

为什么这些原因不会导致进入内核模式：

1. 通过root（超级用户或管理员）
创建新的管理员
2. 如果我错过了TLB，为什么我们不转向内核模式
3. 当我们写入Page表格中修改的位页面
时

Answer 1

从您的问题中我发现您的操作系统概念很差。 好吧，让我解释一下，（我假设你使用的是linux而不是windows）。

“当我们从用户模式转到内核模式时，哪些寄存器会被更改？”        要了解此问题的答案，您需要了解流程管理。 但我可以简单地说，linux使用系统调用接口从用户空间转换到内核空间。系统调用接口使用一些寄存器（基于您的处理器）来传递系统调用的系统调用号和参数。

Answer 2

通常，在

时会转移到内核模式

• 您向内核发出明确请求（系统调用）
• 你向内核发出一个隐式请求（访问未映射到你空间的内存，无论是否有效）
• 内核决定它需要做一些比执行代码更重要的事情（通常是硬件中断的结果）。

所有寄存器都将被保留，因为如果您的寄存器可以随机更改，编写代码会相当困难，但如何会发生特定于CPU的情况。

Answer 3

“当我们从用户模式转到内核模式时，哪些寄存器会被更改？！”

在运行Linux内核的典型的基于x86的架构中，会发生这种情况：

1. 软件程序应通过指令触发中断0x80：int $ 0x80
2. CPU将改变程序计数器寄存器＆amp;要引用的代码选择器 内存中存在linux系统调用处理程序的地方（linux应用虚拟 记忆概念）。
3. 到目前为止受影响的寄存器是：CS，EIP和EFLAGS寄存器。 CPU也会改变 堆栈选择器（SS）和堆栈指针（ESP）指的是内核堆栈的顶部。
4. 最后，内核将数据选择器和额外数据选择器（DS＆amp; ES）更改为 选择内核模式数据段。
5. 内核应该在内核堆栈和通用目的上推送程序上下文 由于正在执行内核代码，寄存器（如累加器）将发生变化。

正如您所看到的，这一切都取决于操作系统和架构。

“以及迁移到内核模式的原因是什么？”

CPU默认在内核模式下工作，你的问题应该是“用户模式需要什么？”。用户模式是必需的，因为它不提供对正在运行的软件的所有权限。您可以在用户模式下运行浏览器/文件管理器/ shell而无需担心。如果对应用程序软件给予完全权限，他们将访问内核数据并对其造成损害，并且他们也可能访问硬件，例如，销毁存储在硬盘上的数据。

内核当然必须在内核模式下工作（至少是内核的核心）。例如，应用程序软件可能需要将数据写入磁盘上的文件。应用程序软件无权访问磁盘（因为它在用户模式下运行）。实现这一目标的唯一方法是调用内核（在内核模式下运行）来完成这项工作。这就是你需要从用户模式转到内核模式的原因，反之亦然。