堆栈切换的 TSS 表项答案

【问题标题】：TSS entries for stack switching堆栈切换的 TSS 表项
【发布时间】：2020-07-16 08:00:25
【问题描述】：

我已经读到 TSS 包含有关寄存器等的信息。现在，我正在尝试实现从内核到用户模式的切换。我已阅读 Intel 80386 手册，并正在查看此资源：http://www.brokenthorn.com/Resources/OSDev23.html 以了解一般工作流程。他们这样做：

void install_tss (uint32_t idx, uint16_t kernelSS, uint16_t kernelESP) {

    //! install TSS descriptor
    uint32_t base = (uint32_t) &TSS;
    gdt_set_descriptor (idx, base, base + sizeof (tss_entry),
        I86_GDT_DESC_ACCESS|I86_GDT_DESC_EXEC_CODE|I86_GDT_DESC_DPL|I86_GDT_DESC_MEMORY,
        0);

    //! initialize TSS
    memset ((void*) &TSS, 0, sizeof (tss_entry));

    TSS.ss0 = kernelSS;
    TSS.esp0 = kernelESP;

    TSS.cs=0x0b;
    TSS.ss = 0x13;
    TSS.es = 0x13;
    TSS.ds = 0x13;
    TSS.fs = 0x13;
    TSS.gs = 0x13;

    //! flush tss
    flush_tss (idx * sizeof (gdt_descriptor));
}

我很困惑为什么 RPL = 3

在我的情况下，当我处于用户模式并且我想使用陷阱门进入内核模式时，陷阱门中的 cs 段将具有 RPL 0（16 位段的最后 2 位）和与 cs 段相对应的 GDT 条目也将具有 DPL 0。而且我读过一个跨级权限开关切换堆栈（仅？？）查看 TSS。我猜上面这段代码肯定有一个 TSS.ss = 0x10。

注意：我们假设经典的 0x08 = 内核代码，0x10 = 内核数据，...这里是 GDT 结构

【问题讨论】：

标签： c x86 interrupt osdev

【解决方案1】：

TSS 结构有很多用于硬件任务切换的字段（例如TSS.ss，如果发生硬件任务切换，ss 寄存器的内容将被保存/加载），加上一些字段用于将任务切换到更高权限级别（例如(e.g.TSS.ss0` 用于切换到 CPL=0）。

您正在查看用于硬件任务切换的字段（通常不值得打扰，因为执行软件任务切换会更快）；我猜有人在里面塞了一些“硬件任务切换兼容”的值（即使它们没有被使用）以避免未初始化的值。

相反，您想查看 TSS 的 TSS.esp0 和 TSS.ss0 字段，这是 TSS 中唯一与切换到 CPL=0 相关的 2 个字段（并且可能是您曾经使用过的 TSS）。

【讨论】：