SOP wyk nr 1-Slajd29: Różnice pomiędzy wersjami

Z Studia Informatyczne
Przejdź do nawigacjiPrzejdź do wyszukiwania
następna edycja →
WizualnieWikikod
Dwa (dyskusja | edycje)
2671 edycji
Nie podano opisu zmian
 
Dwa (dyskusja | edycje)
2671 edycji
Nie podano opisu zmian
Linia 1: Linia 1:
==Zasady ochrony pamięci==
==Pierścienie ochrony==


[[Image:SOP_wyk_nr_1-Slajd28.PNG|Zasady ochrony pamięci]]
[[Image:SOP_wyk_nr_1-Slajd29.PNG|Pierścienie ochrony]]




Kluczowa dla stabilnej pracy i bezpieczeństwa systemu komputerowego jest ochrona pamięci jądra systemu operacyjnego przed ingerencją programów wykonywanych w trybie użytkownika — przede wszystkim przed modyfikacją kodu lub danych, ale ze względów bezpieczeństwa również przed odczytem (np. haseł). W systemach wielozadaniowych ważna jest również ochrona pamięci jednego zadania (procesu) przed ingerencją innego zadania.
Dla procesora program jest ciągiem instrukcji. Na tym poziomie nie ma rozróżnienia użytkownika, administratora, operatora itd. Narzucenie restrykcji odnośnie wykonywania niektórych instrukcji wymaga zatem wskazania trybu pracy (związanego z poziomem uprzywilejowania), który musi być czytelny dla procesora w celu weryfikowania dostępności instrukcji.  


W najprostszym przypadku ochrona pamięci polega na ograniczeniu zakresu dostępnych adresów do pewnego podzbioru, opisanego przez podanie najniższego i najwyższego dopuszczalnego adresu. W przedstawionym schemacie najniższy dopuszczalny adres przechowywany jest w rejestrze bazowym. Rejestr graniczny z kolei określa wielkość dostępnego obszaru pamięci. Dopuszczalne adresy należą do zatem do przedziału <''baza'' , ''baza'' +''granica'' ). Jeśli żądany adres jest spoza tego przedziału następuje zgłoszenie przerwania diagnostycznego i sterowanie przekazywane jest do odpowiedniej procedury systemu operacyjnego. W wyniku wykonania tej procedury następuje najczęściej zakończenie wykonywania programu, który spowodował naruszenie ochrony pamięci.
W najprostszym przypadku wystarczą dwa tryby, ale większa ich liczba może usprawnić tworzenie oprogramowania systemowego. Na rysunku wyszczególniono 3 tryby, zwane też pierścieniami ochrony. W architekturze Intel IA-32 wyróżniono 4 pierścienie. W trybie najbardziej uprzywilejowanym (trybie jądra, poziomie nr 0 w procesorach Intel) dostępne są wszystkie instrukcje i rejestry procesora. W każdym następnym (mniej uprzywilejowanym) trybie jest coraz mniej dostępnych instrukcji lub rejestrów.  


W środowisku wielozadaniowym z każdym przetwarzaniem mogą być związane inne ograniczenia na dostępność obszarów pamięci. Przełączanie między zadaniami wymaga zatem zmiany zawartości rejestrów, ograniczających zakres dostępności pamięci. W rozważaniach pominięte zostały też kwestie ograniczonego dostępu do określonych obszarów (np. tylko do odczytu). Dostępność obszaru w takim przypadku zależy od rodzaju cyklu maszynowego. Tego typu zagadnienia będą rozważane przy omawianiu zarządzania pamięcią.
Procesor pracuje zatem zawsze w jednym z trybów uprzywilejowania. Programu jądra wykonywany jest w trybie najbardziej uprzywilejowany, z którego można się przełączyć w tryb mniej uprzywilejowany, co ma miejsce przy uruchamianiu kod aplikacji użytkownika. Powrót do trybu uprzywilejowanego możliwy jest poprzez odpowiednie przerwania (lub podobne mechanizmy), ale procedura obsługi przerwania dostarczona jest przez jądro. Program użytkownika nie może zatem zmienić trybu pracy na potrzeby wykonania dowolnego własnego kodu.  




 
[[SOP_wyk_nr_1-Slajd28 | << Poprzedni slajd]] | [[SOP_wyk_nr_1-toc|Spis treści ]] | [[SOP_wyk_nr_1-Slajd30 | Następny slajd >>]]
 
[[SOP_wyk_nr_1-Slajd27 | << Poprzedni slajd]] | [[SOP_wyk_nr_1-toc|Spis treści ]] | [[SOP_wyk_nr_1-Slajd29 | Następny slajd >>]]

Wersja z 20:16, 15 sie 2006

Pierścienie ochrony

Pierścienie ochrony


Dla procesora program jest ciągiem instrukcji. Na tym poziomie nie ma rozróżnienia użytkownika, administratora, operatora itd. Narzucenie restrykcji odnośnie wykonywania niektórych instrukcji wymaga zatem wskazania trybu pracy (związanego z poziomem uprzywilejowania), który musi być czytelny dla procesora w celu weryfikowania dostępności instrukcji.

W najprostszym przypadku wystarczą dwa tryby, ale większa ich liczba może usprawnić tworzenie oprogramowania systemowego. Na rysunku wyszczególniono 3 tryby, zwane też pierścieniami ochrony. W architekturze Intel IA-32 wyróżniono 4 pierścienie. W trybie najbardziej uprzywilejowanym (trybie jądra, poziomie nr 0 w procesorach Intel) dostępne są wszystkie instrukcje i rejestry procesora. W każdym następnym (mniej uprzywilejowanym) trybie jest coraz mniej dostępnych instrukcji lub rejestrów.

Procesor pracuje zatem zawsze w jednym z trybów uprzywilejowania. Programu jądra wykonywany jest w trybie najbardziej uprzywilejowany, z którego można się przełączyć w tryb mniej uprzywilejowany, co ma miejsce przy uruchamianiu kod aplikacji użytkownika. Powrót do trybu uprzywilejowanego możliwy jest poprzez odpowiednie przerwania (lub podobne mechanizmy), ale procedura obsługi przerwania dostarczona jest przez jądro. Program użytkownika nie może zatem zmienić trybu pracy na potrzeby wykonania dowolnego własnego kodu.


<< Poprzedni slajd | Spis treści | Następny slajd >>

Źródło: „https://wazniak.mimuw.edu.pl/index.php?title=SOP_wyk_nr_1-Slajd29&oldid=17580”