操作系统中涉及到现场保留和恢复的点

异常和中断

• 保留现场:
  • 通过push指令将寄存器中的值都压入到栈中
• 恢复现场:
  • 通过pop指令将栈中的值赋值给寄存器中

进程间切换

• 保留现场:
  • 通过创建并初始化一个结构体(struct pt_regs该结构体中的属性就是用来保存各个寄存器中的数据的), 将该结构体中的所有数据直接memcpy到栈中, 提高了效率
• 恢复现场:
  • 也是通过pop指令将栈中的数据重新还原到各个寄存器中

在应用层的代码通过系统调用访问内核空间

• CPU在执行应用层的代码的时候, 遇到了系统调用, 那么就需要切换栈空间到内核的栈空间, 这里涉及到了特权的转换, 具体的执行流程如下
  • 当前esp, ss, eip等寄存器的值被保存到了CPU内部
  • CPU通过读取TSS结构, 从中提取出内核栈空间的栈段选择子和栈基地址, 将这个值更新到esp, ss中, 这个时候就是在了内核空间了, 因为我们的已经指向了内核的栈空间了
  • 将第一步保存的应用层代码的esp, ss等值压栈
  • 将调用者(应用层)的栈空间的参数复制到内核的栈中
  • 通过门描述符获取系统调用的入口地址, 将其更新到eip, cs寄存器中
  • CPU在内核空间执行程序
  • 执行完毕, 从系统调用中返回, 进行现场的恢复