คำถามสองสามข้อเกี่ยวกับวงแหวนสิทธิ์ของ CPU x86:
เหตุใดระบบปฏิบัติการส่วนใหญ่จึงไม่ใช้วงแหวน 1 และ 2 เป็นเพียงการรักษาความเข้ากันได้ของรหัสกับสถาปัตยกรรมอื่น ๆ หรือมีเหตุผลที่ดีกว่านี้?
มีระบบปฏิบัติการใดที่ใช้วงแหวนเหล่านั้นจริงหรือไม่? หรือไม่ได้ใช้อย่างสมบูรณ์?
คำตอบ:
ในฐานะนักเขียนระบบปฏิบัติการมือสมัครเล่นฉันพบว่าเนื่องจากการเพจ (ส่วนสำคัญของรูปแบบการป้องกันสมัยใหม่) มีเพียงแนวคิดของสิทธิพิเศษ (วงแหวน 0,1,2) และไม่มีสิทธิประโยชน์ผลประโยชน์ของวงแหวน 1 และ 2 จึงลดลงอย่างมาก
เจตนาของ Intel ในการมีวงแหวน 1 และ 2 คือเพื่อให้ระบบปฏิบัติการใส่ไดรเวอร์อุปกรณ์ในระดับนั้นดังนั้นพวกเขาจึงได้รับสิทธิพิเศษ แต่ค่อนข้างแยกออกจากส่วนที่เหลือของรหัสเคอร์เนล
วงแหวน 1 และ 2 เป็นไปในทางที่ "ส่วนใหญ่" มีสิทธิพิเศษ พวกเขาสามารถเข้าถึงหน้าหัวหน้างานได้ แต่หากพยายามใช้คำสั่งที่มีสิทธิพิเศษพวกเขาก็ยังคง GPF เหมือนวงแหวน 3 ดังนั้นจึงไม่ใช่สถานที่ที่แย่สำหรับไดรเวอร์ตามที่ Intel วางแผนไว้ ...
ที่กล่าวว่าพวกเขามีประโยชน์ในการออกแบบบางอย่าง ในความเป็นจริง OS ไม่ได้โดยตรงเสมอไป ตัวอย่างเช่นVirtualBoxซึ่งเป็นVirtual Machineทำให้รหัสเคอร์เนลของแขกอยู่ในวงแหวน 1 ฉันแน่ใจด้วยว่าระบบปฏิบัติการบางระบบใช้ประโยชน์จากระบบเหล่านี้ฉันไม่คิดว่ามันเป็นการออกแบบที่ได้รับความนิยมในขณะนี้
จากมุมมองของการออกแบบระบบปฏิบัติการการมีวงแหวนที่มีสิทธิพิเศษหลายวงถือเป็นความแปลกของ x86 - ซีพียูอื่น ๆ ส่วนใหญ่มีเพียงสองโหมด (ผู้ควบคุมและผู้ใช้) ด้วยเหตุนี้การออกแบบ OS ให้ต้องการโหมดที่มีสิทธิพิเศษหลายโหมดจะป้องกันไม่ให้พอร์ตไปยัง CPU อื่น ๆ ในทันที นอกจากนี้แพคเกจการจำลองเสมือนที่ทันสมัยจำนวนมากไม่ได้จำลองระดับสิทธิ์อื่น ๆ นอกเหนือจาก 0 และ 3 อย่างถูกต้องทำให้ระบบปฏิบัติการที่ใช้ระดับเหล่านี้ทดสอบได้ยากขึ้นมาก
ตามหน้า Wikipedia ในRing Securityวงแหวน 1 และ 2 ใช้สำหรับไดรเวอร์ (วงแหวน 1) ระบบปฏิบัติการของแขก (วงแหวน 1) และรหัสพิเศษ i / o (วงแหวน 2) ไฮเปอร์ไวเซอร์จะอยู่ใน -1/0 (ขึ้นอยู่กับ hyper-visor) ไม่ใช่ 1 ตามที่ฉันเคยระบุไว้
อย่างไรก็ตามแหวนสองวงพิเศษไม่เคยช่วยได้จริงจึงไม่ค่อยได้ใช้ TBH รหัสส่วนใหญ่ที่ใช้วงแหวน 1 และ 2 เหล่านี้มีการเปลี่ยนองค์ประกอบกึ่งหนึ่งจากการใช้งานดั้งเดิม (เช่นไฮเปอร์ไวเซอร์) รหัสหน้าต่างส่วนใหญ่ในปัจจุบันดูเหมือนว่าจะถือว่าระบบมีเพียงสองระดับ (เคอร์เนลและผู้ใช้) อาจเป็นเพราะค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับการเข้าและออกจากเคอร์เนลแลนด์
-ที่ไหนสักแห่ง แน่ใจหรือว่าไฮเปอร์ไวเซอร์ใช้วงแหวน 1