从零写OS(十九):exec 与用户程序

之前所有代码都跑在内核态(ring0)。这一章第一次让用户程序在 ring3 里运行——加载 ELF 文件,跳到用户态执行,用户程序通过 syscall 和内核通信。 这是操作系统最核心的一个边界:内核和用户程序之间的隔离。 exec 做什么 exec 的语义是"用一个新程序替换当前进程": 从文件系统读 ELF 文件 解析 ELF header,找到各个段的加载地址 创建新的用户页表,把各段加载进去 分配用户栈 设置进程的 rip = 入口地址,rsp = 栈顶,cs/ss = 用户段,放入就绪队列 调度器下次选中这个进程,就会跳到用户态开始执行。 进入用户态:iretq 第一次进入用户态不能用 sysret——没有对应的 syscall。用 iretq: static void enter_usermode(uint64_t rip, uint64_t cs, uint64_t rflags, uint64_t rsp, uint64_t ss) { __asm__ volatile( "push %4\n" // ss "push %3\n" // rsp "push %2\n" // rflags(IF=1,开中断) "push %1\n" // cs(0x23,ring3 代码段) "push %0\n" // rip(entry point) "iretq" :: "r"(rip), "r"(cs), "r"(rflags), "r"(rsp), "r"(ss) ); } iretq 弹出这 5 个字段,CPU 检查 cs 的 RPL 发现是 ring3,自动完成特权级切换。 ...

May 9, 2026 · 2 min · 大飞
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