【0】README

text description from orange’s implemention of a os .

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【1】特權級概述

當當前代碼段試圖訪問一個段或者門時，目標段的DPL將會和 CPL 以及段或門選擇子的RPL相比較，如何比較：（這里是干貨）

• （1）數據段： DPL規定了可以訪問此段的最低特權級；如一個數據段的DPL=1，那么只有CPL=0或1的程序才有權訪問；
• （2）調用門： DPL規定了當前執行的程序或任務可以訪問此調用門的最低特權級（這與數據段是一致的）；
• （3）TSS： DPL規定了可以訪問此TSS的最低特權級（這與數據段的規則是一致的）；
• （4）非一致代碼段（不使用調用門的情況下）： DPL規定了訪問此段的特權級；如一個非一致代碼段的特權級為0，那么只有CPL=0的程序才可以訪問；
• （5）一致代碼段和非一致代碼段（使用調用門的情況下）： DPL規定了訪問此段的最高特權級；如一個一致代碼段的DPL=2，那么CPL=0或1 的程序將無法訪問此段；
• （5.1）即是說， 一致代碼段允許低特權級訪問高特權級，不允許高特權級訪問第特權級；
• （5.2）通過調用門訪問的非一致代碼段的特權級驗證也是這樣： 允許低特權級訪問高特權級，不允許高特權級訪問低特權級；
• （6）以上的特權級檢驗（除開RPL）的話，都是允許同級特權級代碼段間的訪問的；

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【2】RPL-requested privilege level-請求特權級

• 2.1） RPL 是通過段選擇子的第0位和第1位表現出來的；
• 2.2）即是說， 如果RPL的數字比CPL的數字大（即，其特權級比較小），那么RPL將會起決定性作用， 反之亦然；
• 2.3） os 過程往往用 RPL 來避免低特權級應用程序訪問高特權級段內的數據；
  

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【3】不同特權級間的轉移

使用jmp 或 call 指令可以實現以下4 種轉移：

• 3.1） 目標操作數包含目標代碼段的段選擇子；
• 3.2） 目標操作數指向一個包含目標代碼段選擇子的調用門描述符；
• 3.3） 目標操作數指向一個包含目標代碼段選擇子的TSS；
• 3.4） 目標操作數指向一個任務門， 這個任務門指向一個包含目標代碼段選擇子的TSS；

我們來看看通過調用門來訪問代碼段是如何進行特權級驗證的？（干貨）
假設我們想由代碼A 轉移到 代碼B，運用一個調用門G ，即調用門G中的目標選擇子指向代碼B的段。進行特權級驗證，涉及這么幾個要素：CPL、RPL、代碼B 的DPL（DPL_B）、調用門G 的DPL（DPL_G）。特權級驗證方法如下（methods）：

• M1） A訪問G 這個調用門時，規則相當于訪問一個數據段，要求 CPL 和 RPL 都小于或者等于DPL_G。即是，CPL 和 RPL 需要比 DPL_G 更高的特權級上；
• M2） 如果M1的驗證通過的話，系統還要比較CPL 和 DPL_B；
• M2.1） 如果代碼B 是一致代碼段的話，要求DPL_B <= CPL；
• M2.2） 如果代碼B 是非一致代碼段的話，call 指令 和 jmp指令又會不同；
• M2.2.1） 在用call 指令時，要求 DPL_B <= CPL；
• M2.2.2） 在用jmp時，只能是 DPL_B=CPL；

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使用調用門進行轉移時特權級檢驗的規則（call + jmp 跳轉指令）

將上圖做個總結-Conclusion：

• C1）目標是一致代碼段： DPL_B<=CPL<=DPL_G && RPL<=DPL_G
• C2）目標是非一致代碼段
• C2.1）采用 call 指令調用： DPL_B<=CPL<=DPL_G && RPL<=DPL_G
• C2.2）采用 jmp 指令調用： DPL_B<=CPL<=DPL_G && RPL=DPL_G

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（Attention）

因為從低特權級 跳轉到 高特權級，是需要切換堆棧的，所以這就必須要用到TSS了。TSS里面存儲有ring0~ring2共3個特權級的堆棧信息，當跳轉到那個ring，就將其堆棧抽取出來賦給 ss 和 sp； 參見 http://blog.csdn.net/PacosonSWJTU/article/details/48657053

總結

以上是生活随笔為你收集整理的特权级概述（哥子就想知道CPU是如何验证特权级的）GATE+TSS的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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