关于[特权级]，[一致/非一致] 代码段 [内核栈] 的思考

逻辑上应该是这样：

- 为什么要有特权级概念？
“现实”的需要，导致了硬件设计中包括了所谓特权级的概念，我们对现实问题的分析和认识，发现了特权级的思想应该存在于OS设计中，这种思想的物理表现
形式就是硬件寄存器中的CPL，DPL，RPL位以及一整套实现特权级审查逻辑的电路；

- 为什么要有所谓一致和非一致代码段的概念呢？
还是因为“现实”的需要，由于OS设计时的需要，OS无疑应该是整个计算机系统环境中最高级的部分，但是也不能一概而论，OS中有些高权级代码（比如提
供服务的代码）是允许低权级程序访问的，而有些又不允许，为了区分这些代码，就引入了所谓一致和非一致的概念，允许低权级访问的高权代码，我们把它放在
一致码段里，不允许低权级访问的高权代码，我们把他们放在非一致码段里，这里，我们可以把OS看成一个提供服务的公仆。

而对于数据段，高权对于低权的访问总是允许的，关于这么设计的原因，不妨这么想，显然不能允许低权者访问高权者的数据，而高级者为了监视低级者的运行，
应该可以访问低级者的数据。（注意，高级者仅仅是“监督”已经运行的低级者，而不是“导致或发起”低级者的运行，高级者不能导致低级者的运行就是说，高级者
不能“访问或调用”低级者代码。）

代码：
高 -〉低 X   （高级者不应“发起”低级者的运行）
低 -〉高 O  （低级者可以使用高级者提供的服务，但能够提供服务的高级者必须位于一致码段）

数据：
高 -〉低 O  （高级者必须能够监视低级者的运行）
低 -〉高 X   （低级者绝不允许窥探高级者的秘密）

这是我的理解，我感觉OS以及硬件的设计体现了很多我们现实生活中分析问题，解决问题的哲学思想，甚至是世界观。

代码：
高 -〉低 X   （高级者不应“发起”低级者的运行）
低 -〉高 O  （低级者可以使用高级者提供的服务，但能够提供服务的高级者必须位于一致码段）

但是，内核都是非一致代码，那么低如何访问高呢？
就是中断机制。

低 -〉高 O  （低级者可以使用高级者提供的服务，但能够提供服务的高级者必须位于一致码段或者通过Call Gate）
中断机制通过Interrupt Gate，或者 Trap Gate，这都是特殊的Call Gate。

BUT!
我感觉Call Gate起到了一个降低门槛的作用，而非一致码段的本意就是限制低权到高权的访问，现在又用Call Gate打破了这个限制，这是不是有些抵触呢？对于只有通过Call Gate才能访问的非一致码段中的代码，为什么不干脆就放到一致码段去呢？

来自正在运行的低权task之外的中断需要得到服务，但这种服务的请求其实并不是该被中断的task本身对高权OS服务的请求，但是为了服务这种中断，每个低权task都不得不准备一个所谓的内核栈，这样是不是很浪费呢？为什么不集中在OS内核中搞一个栈专门服务于中断呢？这样每个task的TSS中所需要保存的信息也少了一些。

Call gates allow a single code segment to have procedures that can be accessed at 
different privilege levels. For example, an operating system located in a code 
segment may have some services which are intended to be used by both the oper-
ating system and application software (such as procedures for handling character 
I/O). Call gates for these procedures can be set up that allow access at all privilege 
levels (0 through 3). More privileged call gates (with DPLs of 0 or 1) can then be set 
up for other operating system services that are intended to be used only by the oper-
ating system (such as procedures that initialize device drivers).

<Intel Manual 3A> 4.8.4 最后一段，解释了Call Gate存在的原因。

简单的说，Call Gate好像一个可定义的门槛， 实现了灵活的访问权限控制。


对于不需要施加太多使用限制代码入口点，可以为之设置一个不太高的门槛；
而对于需要严格限制其使用的代码入口点，就为之设置一个比较高的门槛；

反过来想，假如没有 Call Gate，那么权限控制的粒度就只能是整个段，而没办法再细化到段内的一片代码。
也就是说，我们在设计权限控制机制的时候，不仅要注意控制的对象，还要注意控制的粒度。

转载自：http://www.oldlinux.org/oldlinux/viewthread.php?tid=12245