3、计算机基础架构与汇编语言入门

计算机基础架构与汇编语言入门

1. 保护环

保护环是为了安全和稳定性而设计的限制应用程序能力的机制之一，最初为Multics操作系统（Unix的直接前身）所发明。每个环对应一个特定的特权级别，每种指令类型与一个或多个特权级别相关联，在其他级别上不可执行。当前特权级别以某种方式存储（例如，在一个特殊寄存器中）。

Intel 64有四个特权级别，但实际上只使用两个：环0（最高特权）和环3（最低特权）。中间的环原本计划用于驱动程序和操作系统服务，但流行的操作系统并未采用这种方法。

在长模式下，当前保护环编号存储在寄存器cs的最低两位（并在ss的相应位中重复）。只有在处理中断或系统调用时才能更改。因此，应用程序不能以提升的特权级别执行任意代码，只能调用中断处理程序或执行系统调用。

2. 硬件栈

2.1 硬件栈的基本概念

从一般的数据结构角度来看，栈是一种具有两种操作的数据结构：可以将新元素放置在栈顶（push），也可以从栈顶移除元素（pop）。

硬件对这种数据结构提供支持，但这并不意味着有单独的栈内存，它只是通过两条机器指令（push和pop）和一个寄存器（rsp）实现的一种模拟。rsp寄存器保存栈顶元素的地址。

2.2 指令操作流程

• push argument ：
  1. 根据参数大小（允许2、4和8字节），rsp的值减少2、4或8。
  2. 参数从修改后的rsp地址开始存储在内存中。
• pop