Cambiar del modo Kernel al modo Usuario (y viceversa)

Estoy leyendo el libro de Sistemas Operativos de Galvin. Galvin explica qué son los modos kernel y de usuario, privilegios de instrucción otorgados para ambos modos y también sobre el modo-bit. Pero me interesa saber cómo cambia el modo de uno a otro. Básicamente quiero resolver la siguiente pregunta:

Una CPU tiene 2 modos, privilegiados y no privilegiados. Para cambiar el modo de previo a no previo

a) Se necesita una interrupción de hardware

b) Se necesita una interrupción de software.

c) Se necesita una instrucción privilegiada.

d) Se necesita una instrucción no privilegiada.

Por lo que entiendo,

del modo de usuario al modo de núcleo: se necesita la interrupción de hardware [como en la E / S de disco]. Ahora, en caso de que el programa de usuario se canse para acceder a una memoria que está más allá de su rango permitido, se produce una trampa, que es básicamente una interrupción de software que será manejada por el sistema operativo. Ahora, en modo de usuario no podemos ejecutar ninguna instrucción privilegiada. Por lo tanto, una instrucción no privilegiada, como una solicitud de E / S, puede cambiar al usuario al modo kernel. Entonces creo que cambiar

de no privilegiado (usuario) a privilegiado (núcleo): la interrupción H / W, la interrupción S / W y la instrucción no privilegiada funcionarán.

Ahora llegando a kernel a modo de usuario. El sistema operativo puede cambiar el kernel al modo de usuario. Por lo tanto, simplemente ejecutará una instrucción privilegiada para cambiar de kernel a modo de usuario. No necesita generar interrupción H / w o S / w. Entonces concluyo, para cambiar

de previo a no previo - una instrucción privilegiada servirá.

Estoy en lo cierto?

Además, cuando se ejecuta en modo kernel, todas las interrupciones se desactivarán, ¿verdad? Entonces la respuesta no puede ser (a) o (b). Además, dado que el sistema operativo es básicamente un software, no puede generar interrupciones H / W.

Además, dado que el sistema operativo mismo maneja las interrupciones, no tiene sentido para mí por qué tiene que generar una interrupción (y mantenerla) para cambiar del modo kernel al modo usuario.

Por favor, avíseme si me equivoco en alguna parte. Cualquier ayuda con respecto a esto es apreciada.

Modo de usuario al modo kernel: ¡Incorrecto! ;-) Sí, las interrupciones se procesan en modo kernel, y originalmente la forma de ingresar al modo kernel era mediante una interrupción forzada de alguna manera por el software. En el DEC 2020 había un conjunto de UIO (códigos de instrucción de instrucción no implementados), llamando a cualquiera de ellos que causó una trampa en el sistema operativo. Incluían instrucciones de coma flotante (si no en hardware) y otras instrucciones exóticas, pero también los medios para hacer llamadas al sistema operativo. La familia i? 86 tiene la intinstrucción (interrupción), utilizada tradicionalmente como usted dice. Los miembros más nuevos de la familia tienen SYSTENT para hacer llamadas de supervisor de manera más eficiente. Los medios para ir al modo supervisor no pueden ser privilegiados, pero de alguna manera deben ser estrictamente controlados por el núcleo (donde ingresa el núcleo, qué argumentos pasa, ...).

Kernelmode a usermode: no es necesario privilegiar la operación "soltar privilegios". Si no tiene privilegios, dejarlos no es una opción. Pero el mecanismo exacto depende en extremo de la arquitectura.

Interrupciones deshabilitadas en el núcleo: las interrupciones indican alguna condición que debe manejarse lo antes posible (por ejemplo, si los datos que llegan a través de la red no se guardan de la tarjeta antes de que llegue la próxima, se sobrescribirán). Por lo tanto, las interrupciones rara vez se desactivan. En los sistemas Unix originales (y contemporáneos), había una CPU, y la forma más sencilla de obtener una región crítica ("nadie se mete con mis datos mientras los modifico") era simplemente desactivar las interrupciones. Se tomaron medidas para mantener los tramos de "interrupción desactivada" lo más cortos posible debido a lo anterior. En las máquinas con múltiples CPU actuales, deshabilitar las interrupciones en una CPU no hace mucho en esta dirección; deshabilitar las interrupciones a nivel mundial es extremadamente costoso en la coordinación entre CPU, por lo que no se hace (o muy raramente).

Desde el modo kernel (privilegiado) al usuario (no privilegiado), utilizamos RtI (retorno de la interrupción), que es una instrucción privilegiada ( https://www-01.ibm.com/support/knowledgecenter/ssw_aix_71/com.ibm.aix .alangref / idalangref_rfi_retfinter_instrs.htm ). entonces, según yo, debería ser la opción C.