再理解retf和特权等级跳转

本文探讨了在计算机系统中不同特权等级之间的转移机制,并详细解释了如何通过各种门(如调用门和任务门)实现从较低特权等级到较高特权等级的安全过渡。此外,还讨论了在FLAT模式下retf指令的使用场景。

        retf 指令:retf指远返回,就是执行指令时,将[ESP]送EIP,[ESP+4]送CS,同时进行保护检查,违反则GP,不然就执行新地址处指令,一般我们在RING0返回RING3时使用,一般不用因为我们在FLAT模式下。

今天对特权等级的转移又有了一些新的认识。
        翻看前面的内容,发现有下面一段解释:“一致”的意思是这样的,当转移的目标是一个特权级更高的一致代码段时,当前的特权级(CPL)会被延续下去,而向特权级更高的非一致代码段的转移会引起常规保护错误,除非使用调用门或者任务门。如果代码不访问受保护的资源和某些类型的异常(比如,除法错误或者溢出错误),它可以被放在一致代码段(这样,受保护的资源的控制权就完全掌握在了应用程序不能访问的核心代码的手中。……个人理解)。为避免低特权等级的程序访问而被保护起来的系统代码应放在非一致代码段中。

        今天看了门,建桥门,酒瓶门,调用门。。。。。。无语。

调用门描述符切换特权级主要涉及以下几个关键方面: #### 调用门描述符的设置 调用门描述符是存储在全局描述符表(GDT)或局部描述符表(LDT)中的一种特殊描述符。其结构包含目标代码段选择子、目标代码段偏移地址、参数个数等信息。例如,在汇编中如果要定义一个调用门描述符,可以使用类似如下的代码: ```asm ; 调用门描述符结构定义 ; 假设这是一个调用门的定义 GATE_DPL3 equ 0xEC ; 调用门描述符属性,DPL = 3 GATE_DPL0 equ 0x8C ; 调用门描述符属性,DPL = 0 ; 定义一个调用门描述符 CallGateDescriptor: dw OffsetLow ; 偏移地址低16位 dw CodeSegmentSel ; 代码段选择子 db 0 ; 固定值 db GATE_DPL0 ; 描述符类型属性 dw OffsetHigh ; 偏移地址高16位 ``` #### 权限检查 在进行特权级切换时,CPU会进行严格的权限检查。当使用调用门从低特权级(如用户态,特权级3)切换到高特权级(如内核态,特权级0)时,会检查当前代码段的CPL(当前特权级)、调用门描述符中的DPL(描述符特权级)、调用门描述符中的RPL(请求特权级)、目的代码描述符的DPL等字段。只有当权限检查通过时,才能进行特权级的切换[^1][^2]。 #### 栈的切换 当通过调用门从低特权级切换到高特权级时,CPU会自动切换栈。因为不同特权级使用不同的栈,以保证系统的安全性。在切换栈时,会将原用户态的栈指针(ESP)栈段选择子(SS)压入新的高特权级栈中,同时使用新的高特权级栈指针栈段选择子。 #### 指令调用 使用`CALL`指令并指定调用门选择子来触发特权级切换。例如: ```asm ; 假设CallGateSelector是调用门的选择子 CALL CallGateSelector:0 ``` 该指令会根据调用门描述符中的信息,跳转到目标代码段的指定偏移地址执行,同时完成特权级的切换。 #### 返回到原特权级 当在高特权级执行完任务后,需要返回到原低特权级。可以使用`RETF`(远返回)指令,该指令会从栈中恢复原低特权级的栈指针代码段指针,从而返回到原特权级继续执行[^1]。 ```asm ; 从高特权级返回到低特权RETF ```
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