CPUモードとソフトウェアの関係とは? わかりやすく解説

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CPUモードとソフトウェアの関係

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2017/12/30 15:03 UTC 版)

CPUモード」の記事における「CPUモードとソフトウェアの関係」の解説

多くCPUハードウェアアーキテクチャは、通常実行しているオペレーティングシステム利用する上の柔軟性有している。複雑なCPUモード適切な利用CPUオペレーティングシステム密接な協力が必要であり、OSCPUアーキテクチャ拘束する傾向がある。OSCPU相互に相手意識して設計され場合問題はない(それでもハードウェア機能一部使われないことがある)が、OS複数の他のCPUでも動作することを考慮して設計され場合OSCPUモード機能大部分利用しなくなる。例えば、Windows NT多くアーキテクチャへの移植性考慮して設計されたため、ユーザーモードとカーネルモードだけをサポートしたMultics特定のCPUアーキテクチャMulticsのために設計された)を意識して設計されオペレーティングシステムであり、そのCPUモード機能全て使用した。しかし、これは例外である。今日OSハードウェア密接な相互依存は、セキュリティと安定性という観点では効果があるものの、費用対効果悪くなるCPU動作モード区別する最終的な目的は、ソフトウェアによるシステム環境の偶然または故意破損(と関連するシステムセキュリティ違反)からハードウェアを守ることにある。信頼できるシステムソフトウェアだけが必要なときだけ無制限カーネルモード動作することを許される。他の全てのソフトウェア1つそれ以上ユーザーモード実行されるプロセッサユーザーモードフォールト例外発生しても、多く場合システム安定性影響されないカーネルモードフォールト例外発生すると、多くオペレーティングシステムシステム停止させるクラッシュ)。モード階層があると(リングプロテクション)、ある特権レベルフォールト例外上位特権レベルには影響しないが、下位レベルの方はその限りではない。従って、リング0(最高特権レベルカーネルモード)でのフォールトシステム全体クラッシュ引き起こすが、リング2でのフォールトリング2以下(リング3など)に影響与え可能性がある。 走行スレッドCPUモード変更は高い特権レベルから低い特権レベル場合自由に行えるが、低い方から高い方への変更ハードウェア制御するセキュアな「ゲート」を特殊な命令使って通過することでなされる(または割り込み受け付けることでも高い特権レベルへのモード変更なされる)。これがシステムコールである。 マイクロカーネル方式オペレーティングシステム特権モード動作するコード量を最小化することを意図している。それによって性能低下してセキュリティは高まると言う人もいる。

※この「CPUモードとソフトウェアの関係」の解説は、「CPUモード」の解説の一部です。
「CPUモードとソフトウェアの関係」を含む「CPUモード」の記事については、「CPUモード」の概要を参照ください。

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