Linux中系统调用机制的疑惑

Question

我们使用'int'或新的'syscall/sysenter'指令从ring3转换到ring0。这是否意味着需要修改内核的页表和其他内容会自动由'int'指令或'int 0x80'的中断处理程序完成所需的操作并跳转到相应的系统调用？

另外，当从系统调用返回时，我们再次需要进入用户空间。为此，我们需要知道用户空间中指令的地址以继续用户应用程序。该地址存储在哪里？'ret'指令是否会自动将环从ring3更改为ring0，或者这种环更改机制发生在何处/如何发生？

然后，我读到从ring3到ring0的转换不像从ring0到ring3的转换那样昂贵。为什么会这样？

谢谢， Bala

- bala1486

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这篇文章：Linux 2.6中基于Sysenter的系统调用机制应该能回答你大部分的问题。 - WhirlWind

Answer 1

当切换到内核模式时，页表不会改变-虚拟地址空间的内核部分仅被标记为只能在ring0中访问，因此它变得可访问。内核在更改当前进程时更改页表。 int 0x80指令由陷阱门提供服务，该门提供处理器跳转到的地址作为CS：EIP对。新的CS（代码段选择器）包括CPL（当前特权级）为0，这会影响到ring0的过渡。

由于从ring3到ring0的转换，处理器还从TSS（任务段选择器）中获取了SS：ESP的新值，并将旧值保存在TSS中。这将从用户模式堆栈切换到内核堆栈。

然后，先前的CS：EIP被推送到内核堆栈上（这是用户空间中的返回地址）。所有这些都是由于int 0x80指令本身而由处理器完成的。 IRET指令可用于返回到用户空间-它从内核堆栈中弹出CS：EIP。由于CS包括CPL为3，处理器正在切换回ring3，这也导致它切换回ring3堆栈。

- caf