assembly - 在用户模式下，x86 CPU可以读取任何寄存器的值吗？

Question

我已经读到有些寄存器在用户模式下x86 CPU无法修改(我相信这些寄存器称为“特权寄存器”)。

但是，x86 CPU是否可以在用户模式下读取这些寄存器的值，或者甚至不允许读取？

Answer 1

您通常用于计算的所有寄存器都可以在任何模式下读取/写入(GP整数，x87 / MMX，XMM / YMM / ZMM和AVX512 k0-7掩码寄存器)，但实际上有许多寄存器是模式/控制设置。某些“特殊”寄存器可以写在用户空间中，例如段寄存器，MPX bnd寄存器。

以下寄存器无法在用户模式(特权级别> 0)中读取或写入:

所有MSR寄存器。这些包括MTRR。可以使用WRMSR / RDMSR以外的指令访问某些寄存器。这样的寄存器可以在用户模式下访问。例如，内核可以允许用户代码使用WRPMC和RDPMC指令访问PMC寄存器。

GDTR，IDTR，LDTR和TR。

控制寄存器CR0-15。但是，在Intel处理器上，如果CR4.UMIP = 0，则可以使用CR0读取SMSW。在AMD处理器上，CR4.UMIP不可用，并且SMSW可以无条件地在任何特权级别执行。

调试寄存器DR0-15。

在80486上测试TR3-7，在80386上测试TR6-7。

如英特尔手册第2卷中所述，允许对 EFLAGS寄存器进行的修改有点复杂。

When operating in protected, compatibility, or 64-bit mode with a privilege level greater than 0, but less than or equal to IOPL, all flags can be modified except the IOPL field and RF, IF, VIP, VIF, and VM; these remain unaffected. The AC and ID flags can only be modified if the operand-size attribute is 32. The interrupt flag (IF) is altered only when executing at a level at least as privileged as the IOPL. If a POPF/POPFD instruction is executed with insufficient privilege, an exception does not occur but privileged bits do not change.

When operating in virtual-8086 mode (EFLAGS.VM = 1) without the virtual-8086 mode extensions (CR4.VME = 0), the POPF/POPFD instructions can be used only if IOPL = 3; otherwise, a general-protection exception (#GP) occurs. If the virtual-8086 mode extensions are enabled (CR4.VME = 1), POPF (but not POPFD) can be executed in virtual-8086 mode with IOPL < 3.