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我知道因为 32 位 syscall/sysret 不保存/恢复 ESP,所以有必要在任务门中处理 NMI 以确保良好的堆栈指针。除此之外,操作系统采用它的其他障碍是什么?是否有操作系统支持它或所有操作系统都使用 sysenter/sysexit 在 32 位传统模式下进行快速系统调用?
最佳答案
备注 : 我从来没有处理过遗留问题 syscall
作为 AMD 唯一的指令。
遗留系统的主要问题 syscall
是它需要某种形式的 per-cpu 空间来保存当前寄存器。
如您所知,操作系统无法将寄存器保存在堆栈上(因为 ESP
不会被指令更改),也无法在保存当前堆栈之前设置不同的堆栈。
在单 CPU 系统(即单处理器系统,即没有 SMP 和超线程的情况下)中,操作系统可以将当前寄存器保存在内存中一个已知的、固定的位置。
指令如 mov DWORD [0badf00dh], esp
将地址编码为立即数,因此无需预先设置架构寄存器。
但是,这不适用于所有 CPU 共享相同代码的 SMP 系统,除非操作系统为所有 CPU 使用相同的内存区域(序列化对它的访问)。
请注意,您不能加载 per-cpu 指针,因为这必然会覆盖某些寄存器。
另一个重点是遗留syscall
不保存 eflags
,这使得编写它的处理程序就像在蛋 shell 上行走一样。
另外这条指令还任意设置了VM
和 IF
为零,使编写可重入代码变得更加困难。
一种解决方法是使用调用约定:操作系统可以在整个调用过程中将寄存器(或几个)标记为 volatile (例如 ecx
已经是)。
问题是您最终可能会节省比您想象的更多的寄存器,从而使性能增益变薄。
另一个难以置信的解决方法可能是组装 syscall
的入口点。对于运行时的每个 CPU(基本上,只是修补 moffset
s 字段),但这非常hacky。
在 64 位模式下,操作系统可以依赖 swapgs
有一个 per-cpu 指针(或更准确地说,一个 per-cpu 基地址)来存储当前寄存器。
如 swapgs
从 MSR 加载,这可以在 OS 初始化期间预先设置。
请注意,在 64 位系统上,操作系统也可以像 Linux 一样使用上层 GPR 来保存 esp
例如,进入 r8d
.
这在处理 32 位兼容模式程序时有效。
长话短说:遗产syscall
使操作系统很难将当前上下文保存在每个 CPU 的内存区域中。
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