Operating system 模式位在哪里？

我刚刚在Silberschatz的《操作系统概念》一书中读到这篇文章。18:

一个称为模式位的位被添加到计算机的硬件中 指示当前模式：内核（0）或用户（1）。使用模式位， 我们能够区分代表执行的任务 操作系统的，以及代表 用户

模式位存储在哪里？

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（它是CPU中的寄存器吗？你能读取模式位吗？据我所知，CPU必须能够读取模式位。它如何知道哪个程序获得模式位0？具有特殊地址的程序获得模式位0吗？谁设置模式位/它是如何设置的？

这是CPU寄存器。只有当您已经处于内核模式时，才可以访问它

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如何设置的细节取决于CPU设计。在大多数常见的硬件中，当执行用于执行系统调用的特殊操作码时，它会自动设置。但是，还有一些其他体系结构，其中某些内存页可能有一个标志集，指示它们是“网关”对于内核——在这些页面上调用函数将设置内核模式位。

如今，它被赋予了其他名称，如管理模式或保护。

请注意，您的问题在很大程度上取决于CPU本身；虽然您可能会遇到某些处理器，但这些处理器甚至不存在用户级/内核级的概念。

cs寄存器还有另一个重要功能：它包括一个2位寄存器 指定CPU当前特权级别（CPL）的字段。这个 值0表示最高特权级别，而值3表示 最低的那个。Linux只使用级别0和级别3，这两个级别分别是 称为内核模式和用户模式

（摘自“理解Linux内核3e”，第2.2.1节）
还要注意的是，这取决于CPU，你可以清楚地看到，它会从一个改变到另一个，但一般来说，这个概念是成立的

谁定的？通常，内核/cpu和用户进程不能改变它，但让我在这里解释一下。

**这是一种过度简化，不要把它当作是**
让我们假设内核已经加载，并且第一个应用程序刚刚启动（第一个shell），内核加载该应用程序启动的所有内容，在cs寄存器中设置位（如果运行x86），然后跳转到shell进程的代码。 shell将继续执行此上下文中的所有指令，如果进程包含某些特权指令，cpu将获取它，而不会执行它；它会给出一个异常（硬件异常），告诉内核有人试图执行特权指令，内核代码在这里处理作业（CPU将cs设置为内核模式，并跳转到某个已知位置以处理此类错误（可能终止进程，可能其他）

那么，一个进程如何能做一些特权的事情呢？例如，与某个设备进行通信？ 下面是系统调用；内核将为您完成这项工作

发生的情况如下：
在某些寄存器（内核文档会让您知道这一点）中设置您在某个位置想要的内容（例如，您设置要访问一个文件，文件位置是x，您正在访问以便读取等），然后（在x86上）调用

int0x80

指令

这会中断CPU，停止您的工作，将模式设置为内核模式，将IP寄存器跳转到某个已知位置，该位置包含为文件IO请求提供服务的代码，并从此位置移动。
数据准备好后，内核将在您可以访问的位置（内存位置、寄存器；它取决于CPU/内核/您请求的内容）设置此数据，将cs标志设置为用户模式，并跳回it

int 0x80

指令旁边的指令

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最后，每当发生切换时，内核都会收到发生的事情的通知，因此CPU会终止当前指令，更改CPU状态并跳转到处理该事情的代码所在的位置；粗略地说，上面解释的过程适用于内核模式和用户模式之间的切换方式。

g系统在进行上下文切换时设置它因为你说它过于简单，你能让我看一些教程、书或材料来更深入地理解这个主题吗？谢谢！@SamBruns:我强烈推荐这本书：“计算机系统：程序员的视角”我建议也检查一下，以获得更多操作系统信息（以及更深入的信息）：@Fingolfin只要设置了模式位，CPU就可以对整个物理内存进行rwx访问，这是真的吗？