15.4 Hardware Support: A SummaryLet

15.4 Hardware Support: A Summary
Let us now summarize the support we need from the hardware (also see Figure 15.3, page 9). First, as discussed in the chapter on CPU virtualization, we require two different CPU modes. The OS runs in privileged mode (or kernel mode), where it has access to the entire machine; applications run in user mode, where they are limited in what they can do. A single bit, perhaps stored in some kind of processor status word, indicates which mode the CPU is currently running in; upon certain special occasions (e.g., a systemcall or some other kind of exception or interrupt), the CPU switches modes.
The hardware must also provide the base and bounds registers themselves; each CPU thus has an additional pair of registers, part of thememory management unit (MMU) of the CPU. When a user program is running, the hardware will translate each address, by adding the base value to the virtual address generated by the user program. The hardwaremust also be able to check whether the address is valid, which is accomplished by using the bounds register and some circuitry within the CPU.
The hardware should provide special instructions to modify the base and bounds registers, allowing the OS to change them when different processes run. These instructions are privileged; only in kernel (or privileged) mode can the registers be modified. Imagine the havoc a user process could wreak1 if it could arbitrarily change the base register while running. Imagine it! And then quickly flush such dark thoughts from your mind, as they are the ghastly stuff of which nightmares are made.
Finally, the CPU must be able to generate exceptions in situations where a user program tries to access memory illegally (with an address that is “out of bounds”); in this case, the CPU should stop executing the user program and arrange for the OS “out-of-bounds” exception handler to run. The OS handler can then figure out how to react, in this case likely terminating the process. Similarly, if a user program tries to change the values of the (privileged) base and bounds registers, the CPU should raise an exception and run the “tried to execute a privileged operation while in user mode” handler. The CPU also must provide a method to inform it of the location of these handlers; a few more privileged instructions are thus needed.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

15.4 การสนับสนุนฮาร์ดแวร์: สรุปให้เราขณะนี้สรุปการสนับสนุนเราต้องจากฮาร์ดแวร์ (ยังดูรูป 15.3 หน้า 9) ครั้งแรก ตามที่กล่าวไว้ในบทบนเสมือน CPU เราต้องสองต่าง CPU รัน OS ในโหมด privileged (หรือโหมดเคอร์เนล), ที่มีการเข้าถึงเครื่องจักรทั้งหมด เรียกใช้โปรแกรมประยุกต์ในโหมดผู้ใช้ ที่พวกเขาจะถูกจำกัดในสิ่งที่พวกเขาสามารถทำ บิตเดียว บางทีเก็บไว้ในบางชนิดของตัวประมวลผลสถานะคำ บ่งชี้โหมดที่ CPU กำลังทำงาน เมื่อบางโอกาสพิเศษ (เช่น systemcall แบบหรือชนิดอื่นของข้อยกเว้นหรือขัดจังหวะ), CPU สลับโหมดฮาร์ดแวร์ต้องการฐานและขอบเขตการลงทะเบียนตัวเอง แต่ละ CPU จึงมีการลงทะเบียน เป็นส่วนหนึ่งของหน่วยงาน thememory (MMU) ของ CPU คู่เพิ่มเติม เมื่อมีผู้ใช้โปรแกรม ฮาร์ดแวร์จะแปลแต่ละที่อยู่ โดยการเพิ่มค่าฐานที่อยู่เสมือนที่สร้างขึ้น โดยผู้ใช้โปรแกรม Hardwaremust ยังสามารถตรวจสอบว่า อยู่ถูกต้อง ซึ่งสามารถทำได้ โดยใช้ขอบเขตการลงทะเบียนและบางวงจรภายใน CPUฮาร์ดแวร์ควรให้คำแนะนำพิเศษแก้ไขทะเบียนฐานและขอบเขต ช่วยให้ระบบปฏิบัติการเปลี่ยนเมื่อรันกระบวนการต่าง ๆ คำแนะนำเหล่านี้มีสิทธิ์ สามารถแก้ไขการลงทะเบียนเท่านั้นในโหมดเคอร์เนล (หรือสิทธิ์) ลองนึกภาพความเสียหายเป็นกระบวนการที่ผู้ใช้สามารถ wreak1 ถ้ามันสามารถเปลี่ยนแปลงการลงทะเบียนฐานในขณะที่ทำโดยพลการ จินตนาการมัน แล้ว ล้างอย่างรวดเร็วความคิดดังกล่าวมืดจากใจของคุณ พวกเขาจะเป็นสิ่งที่ส่วนของฝันร้ายที่จะทำในที่สุด CPU ต้องสามารถสร้างข้อยกเว้นในกรณีที่ผู้ใช้โปรแกรมพยายามเข้าถึงหน่วยความจำอย่างผิดกฎหมาย (ที่มีอยู่ที่อยู่ "นอกขอบเขต"); ในกรณีนี้ CPU ควรหยุดดำเนินการโปรแกรมผู้ใช้ และจัดการระบบปฏิบัติการ "out-of-bounds" จัดการข้อยกเว้นการเรียกใช้ ตัวจัดการ OS สามารถแล้วคิดออกวิธีการตอบสนอง ในกรณีนี้ น่าจะยกเลิกกระบวนการ ในทำนองเดียวกัน ถ้าโปรแกรมผู้ใช้พยายามที่จะเปลี่ยนค่าของการลงทะเบียนฐานและขอบเขต (อภิสิทธิ์) CPU ควรเพิ่มข้อยกเว้น และเรียกใช้ตัวจัดการ "พยายามดำเนินสิทธิ์ขณะอยู่ในโหมดผู้ใช้" CPU ยังต้องให้วิธีแจ้งเรื่องสถานที่จัดการเหล่านี้ จึงมีความจำเป็นแนะนำสิทธิ์มากขึ้นกี่

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

สนับสนุน 15.4 ฮาร์ดแวร์: สรุป
ให้เราตอนนี้สรุปการสนับสนุนที่เราต้องการจากฮาร์ดแวร์ (ดูรูปที่ 15.3, หน้า 9) ครั้งแรกที่กล่าวไว้ในบทที่เกี่ยวกับการทำงานแบบเสมือน CPU เราจำเป็นต้องมีสองโหมด CPU ที่แตกต่างกัน ระบบปฏิบัติการที่ทำงานในโหมดสิทธิพิเศษ (หรือโหมดเคอร์เนล) ซึ่งจะมีการเข้าถึงเครื่องทั้งหมด; การประยุกต์ใช้งานในโหมดผู้ใช้ที่พวกเขาจะถูก จำกัด ในสิ่งที่พวกเขาสามารถทำได้ บิตเดียวอาจจะเก็บไว้ในรูปแบบของคำว่าสถานะการประมวลผลบางอย่างแสดงถึงโหมดซึ่งซีพียูในปัจจุบันคือการทำงานใน; เมื่อโอกาสพิเศษบางอย่าง (เช่น systemcall หรือบางประเภทอื่น ๆ ของข้อยกเว้นหรือขัดขวาง) ซีพียูสลับโหมด.
ฮาร์ดแวร์ยังต้องให้ฐานและขอบเขตลงทะเบียนตัวเอง แต่ละ CPU จึงมีคู่เพิ่มเติมของการลงทะเบียนเป็นส่วนหนึ่งของหน่วยงานบริหาร thememory (MMU) ของ CPU เมื่อผู้ใช้โปรแกรมกำลังทำงานฮาร์ดแวร์จะแปลแต่ละที่อยู่โดยการเพิ่มค่าฐานไปยังที่อยู่เสมือนที่สร้างโดยผู้ใช้โปรแกรม hardwaremust ยังสามารถที่จะตรวจสอบว่าที่อยู่ที่ถูกต้องซึ่งสามารถทำได้โดยการใช้ขอบเขตลงทะเบียนและวงจรบางส่วนภายในของ CPU.
ฮาร์ดแวร์ควรให้คำแนะนำพิเศษสำหรับการปรับเปลี่ยนฐานและขอบเขตการลงทะเบียนช่วยให้ระบบปฏิบัติการที่จะเปลี่ยนพวกเขาเมื่อที่แตกต่างกัน กระบวนการทำงาน คำแนะนำเหล่านี้มีสิทธิพิเศษ; เฉพาะในเคอร์เนล (หรือได้รับการยกเว้น) โหมดการสามารถลงทะเบียนได้รับการแก้ไข ลองนึกภาพความเสียหายกระบวนการผู้ใช้สามารถ wreak1 ถ้ามันสามารถเปลี่ยนโดยพลการลงทะเบียนฐานในขณะที่ทำงาน ลองนึกภาพมัน! แล้วรีบล้างความคิดที่มืดดังกล่าวจากใจของคุณที่พวกเขาเป็นสิ่งที่น่ากลัวซึ่งฝันร้ายจะทำ.
สุดท้ายของ CPU จะต้องสามารถสร้างข้อยกเว้นในกรณีที่ผู้ใช้โปรแกรมพยายามที่จะเข้าถึงหน่วยความจำที่ผิดกฎหมาย (มีที่อยู่ที่ "ออกจากขอบเขต"); ในกรณีนี้ซีพียูควรหยุดการดำเนินการโปรแกรมที่ผู้ใช้และจัดให้มีระบบปฏิบัติการ "ออกจากขอบเขต" จัดการข้อยกเว้นที่จะเรียกใช้ ตัวจัดการระบบปฏิบัติการแล้วสามารถคิดออกวิธีการตอบสนองในกรณีนี้น่าจะยุติกระบวนการ ในทำนองเดียวกันถ้าโปรแกรมที่ผู้ใช้พยายามที่จะเปลี่ยนค่าของ (สิทธิพิเศษ) ฐานและขอบเขตทะเบียน CPU ควรเพิ่มข้อยกเว้นและเรียกใช้ "พยายามที่จะดำเนินการได้รับการยกเว้นการดำเนินการในขณะที่ในโหมดผู้ใช้" จัดการ ซีพียูยังต้องจัดให้มีวิธีการที่จะแจ้งให้ทราบว่ามันเกี่ยวกับที่ตั้งของรถขนเหล่านี้; ไม่กี่คำแนะนำที่มีสิทธิพิเศษอื่น ๆ อีกมากมายจึงมีความจำเป็น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บริษัทฮาร์ดแวร์ที่สนับสนุน : สรุปให้เราตอนนี้สรุปการสนับสนุนที่เราต้องการจากฮาร์ดแวร์ ( ยังดูรูปที่ 15.3 หน้า 9 ) แรกที่กล่าวถึงในบทใน virtualization CPU , CPU เราต้องใช้สองโหมดที่แตกต่างกัน ระบบปฏิบัติการเรียกใช้ในโหมดเอกสิทธิ์ ( หรือโหมดเคอร์เนล ) ซึ่งจะมีการเข้าถึงเครื่องทั้งหมด การเรียกใช้ในโหมดผู้ใช้ที่พวกเขาจะถูก จำกัด ในสิ่งที่พวกเขาสามารถทำ บิตเดียว บางทีเก็บไว้ในบางชนิดของคำบ่งชี้สถานะการประมวลผล CPU โหมดที่กำลังทำงานอยู่ บน บาง โอกาสพิเศษ ( เช่น การ systemcall หรือบางชนิดอื่น ๆของข้อยกเว้น หรือขัดจังหวะ ) CPU สวิตช์โหมดฮาร์ดแวร์ต้องมีฐานและขอบเขตการลงทะเบียนตัวเอง ; แต่ละ CPU จึงมีคู่เพิ่มเติมของลงทะเบียน ส่วนหน่วยจัดการ thememory ( แปรง ) ของซีพียู เมื่อโปรแกรมผู้ใช้จะใช้ ฮาร์ดแวร์จะแปลแต่ละที่อยู่ โดยการเพิ่มค่าฐานที่อยู่เสมือนที่สร้างขึ้นโดยโปรแกรมของผู้ใช้ การ hardwaremust ยังสามารถตรวจสอบว่าที่อยู่ถูกต้อง ซึ่งได้ใช้ขอบเขตที่ลงทะเบียนและบางวงจรภายในซีพียูฮาร์ดแวร์ควรมีคำสั่งพิเศษในการปรับเปลี่ยนฐานและขอบเขตการลงทะเบียนช่วยให้ระบบปฏิบัติการเพื่อเปลี่ยนพวกเขาเมื่อกระบวนการต่าง ๆ วิ่ง คำแนะนำเหล่านี้จะได้รับสิทธิพิเศษ เฉพาะในเมล็ด ( หรือบน ) โหมดสามารถลงทะเบียนได้รับการแก้ไข จินตนาการความเสียหายกระบวนการผู้ใช้ถ้ามันอาจจะ wreak1 โดยพลการเปลี่ยนฐานการลงทะเบียนในขณะที่วิ่ง จินตนาการได้ ได้อย่างรวดเร็วและจากนั้นล้างเช่น มืด ความคิดจากความคิดของคุณ พวกเขาเป็นสิ่งที่น่ากลัวที่ฝันร้ายอยู่ในที่สุด , CPU จะต้องสามารถสร้างข้อยกเว้นในสถานการณ์ที่โปรแกรมผู้ใช้พยายามที่จะเข้าถึงหน่วยความจำไม่ถูกต้อง ( มีที่อยู่ที่เป็น " นอกขอบเขต " ) ; ในกรณีนี้ CPU ควรหยุดการรันโปรแกรมผู้ใช้และจัดให้มี OS " นอกเรื่อง " การจัดการข้อยกเว้นเพื่อเรียกใช้ ระบบปฏิบัติการผู้ดูแลสามารถคิดออกว่าจะตอบสนองอย่างไร ในกรณีนี้อาจยุติกระบวนการ ในทำนองเดียวกัน ถ้าโปรแกรมที่ผู้ใช้พยายามที่จะเปลี่ยนค่าของรีจิสเตอร์ ( อภิสิทธิ์ ) ฐานและขอบเขต , CPU จะเพิ่มการยกเว้นและเรียก " พยายามที่จะดำเนินการผ่าตัดสิทธิพิเศษในขณะที่ในโหมด " ผู้ใช้ผู้ดูแล ซีพียูก็ต้องมีวิธีการที่จะให้มันในสถานที่ของผู้สัมผัสเหล่านี้ น้อยมากที่มีคำสั่งจึงต้องการ