关于CPL、DPL、RPL这几个概念刚开始是有点难理解的,因为各种情况都有,有点复杂。我觉得最简单的办法就是,把程序的各种段,理解为国家的各种政府机构,例如省级机构、市级机构、县级机构等,DPL就是用来标识这个的,这是个静态的概念,省级的机构办省级的事,市级的机构办市级的事,设置好了各自的职权范围。而执行程序,可以理解为去这些机构办事,CPL就是你当前的身份。而RPL呢,可以理解为,你去办事的时候,希望以什么样的身份去办事。 这里还涉及一个概念:一致代码段和非一致代码段。这两个概念有点拗口难理解,“一致”与“非一致”有点类似政府的办事机构的不同性质,“非一致”的机构,就是那种吃饭不干事的,老百姓想来办事,直接撵出去,鸟都不鸟你。“一致”的机构,把老百姓当做自己家人,踏实为老百姓办事的机构。 CPL是当前执行的代码的特权级,存储在CS和SS的第0、1位上。也就是说,特权级这里只有四种,0,1,2,3。 一致代码段和非一致代码段,这个属性也是在GDT创建段的时候设置的。假如从A代码段要进入B代码段,1.如果B是非一致代码段,则要求执行A时的CPL=B的DPL。(同时要求RPL<= DPL)2.如果B是一致代码段,则执行A时的CPL>=B的DPL(RPL不检查),进入B时,A的CPL会延续下来。 从上面总结下:使用jmp、call进行普通跳转时, 从上面的第二点看,是不是有点失望,虽然能从低特权级转到高特权级上去,但是你的身份还是没有改变,就好比你去政府机构求人家办事,你依然是个屌丝身份并没有改变,咋办呢,下面要提到的“调用门”就提供了这样的机会,使用“调用门”,就好比考公务员,你有机会进去政府机构办事,而且跟他们平起平坐。 特权级转移包括两种:1.从低特权级转移到高特权级。2.从高特权级转移到低特权级。1.从低特权级转移到高特权级 首先,理解什么是 下面是如何从代码设置一个调用门: GDT ; 段基址, 段界限 , 属性 LABEL_GDT: Descriptor 0, 0, 0 ; 空描述符 ...... LABEL_DESC_CODE_DEST: Descriptor 0,SegCodeDestLen-1, DA_C+DA_32; 非一致代码段,32 ...... ; 门 目标选择子,偏移,DCount, 属性 LABEL_CALL_GATE_TEST: Gate SelectorCodeDest, 0, 0, DA_386CGate + DA_DPL3 ; GDT 结束 GdtLen equ $ - LABEL_GDT ; GDT长度 GdtPtr dw GdtLen - 1 ; GDT界限 dd 0 ; GDT基地址 ; GDT 选择子 ...... SelectorCodeDest equ LABEL_DESC_CODE_DEST - LABEL_GDT SelectorCallGateTest equ LABEL_CALL_GATE_TEST - LABEL_GDT ...... 很简单吧,想要给一个段增加一个调用门,有三步:1.在GDT里增加一个表项,这个表项使用某个段的选择子来初始化自己;2.新增一个选择子,指向这个新增的调用门;3.新增一个TSS段 下面是call、jmp调用门的使用规则: 2.从高特权级转到低特权级 push 低特权级ss push 低特权级sp push 低特权级cs push 低特权级ip retf 为什么使用retf后就能跳转到低特权级呢?原来是执行retf的时候,cpu会做检查,检查堆栈里面的cs,检测出是否有特权级变化,有的话,cpu内部就会有一个堆栈转移的处理过程。 下面是代码: org 07c00h [BITS 16] START: mov ax,cs mov ds,ax mov es,ax ;拷贝软盘中的代码到内存区 COPY: mov bx, COPY_CODE_START ;07c00h + 512(0100h) == 07e00h mov dl,0 ;驱动器号,软驱从0开始:0:软驱A,1:软驱B ;磁盘从80h开始,80h:C盘,81h:D盘 mov dh,0 ;磁头号,对于软盘即面号,一个面用一个磁头来读写 mov ch,0 ;磁道号 mov cl,2 ;扇区号 mov al,0x0a ;读取的扇区数 mov ah,2 ;13h的功能号(2表示读扇区),es:bx指向 ;接收从扇区读入数据的内存区 int 13h jc COPY ;读取失败,CF表示为1,重试读取 jmp LABEL_BEGIN ;把程序读到内存区后,跳转到新的执行点 ;补全512字节 times 510-($-$$) db 0 dw 0xaa55 COPY_CODE_START: %include "inc.asm" [SECTION .gdt] ; GDT ; 段基址, 段界限 , 属性 LABEL_GDT: Descriptor 0, 0, 0 ; 空描述符 LABEL_DESC_NORMAL: Descriptor 0, 0ffffh, DA_DRW ; Normal 描述符 LABEL_DESC_CODE32: Descriptor 0, SegCode32Len-1, DA_C+DA_32; 非一致代码段, 32 LABEL_DESC_CODE_DEST: Descriptor 0,SegCodeDestLen-1, DA_C+DA_32; 非一致代码段,32 LABEL_DESC_DATA: Descriptor 0, DataLen-1, DA_DRW+DA_DPL1 ; Data LABEL_DESC_STACK: Descriptor 0, TopOfStack, DA_DRWA+DA_32; Stack, 32 位 LABEL_DESC_VIDEO: Descriptor 0B8000h, 0ffffh, DA_DRW+DA_DPL3 ; 显存首地址 LABEL_DESC_CODE_RING3: Descriptor 0, SegCodeRing3Len-1, DA_C+DA_32+DA_DPL3 LABEL_DESC_STACK3: Descriptor 0, TopOfStack3, DA_DRWA+DA_32+DA_DPL3 LABEL_DESC_TSS: Descriptor 0, TSSLen-1, DA_386TSS ;TSS ; 门 目标选择子,偏移,DCount, 属性 ;LABEL_CALL_GATE_TEST: Gate SelectorCodeDest, 0, 0, DA_386CGate+DA_DPL0 LABEL_CALL_GATE_TEST: Gate SelectorCodeDest, 0, 0, DA_386CGate + DA_DPL3 ; GDT 结束 GdtLen equ $ - LABEL_GDT ; GDT长度 GdtPtr dw GdtLen - 1 ; GDT界限 dd 0 ; GDT基地址 ; GDT 选择子 SelectorNormal equ LABEL_DESC_NORMAL - LABEL_GDT SelectorCode32 equ LABEL_DESC_CODE32 - LABEL_GDT SelectorCodeDest equ LABEL_DESC_CODE_DEST - LABEL_GDT SelectorData equ LABEL_DESC_DATA - LABEL_GDT SelectorStack equ LABEL_DESC_STACK - LABEL_GDT SelectorVideo equ LABEL_DESC_VIDEO - LABEL_GDT SelectorCallGateTest equ LABEL_CALL_GATE_TEST - LABEL_GDT SelectorCodeRing3 equ LABEL_DESC_CODE_RING3 - LABEL_GDT + SA_RPL3 SelectorStack3 equ LABEL_DESC_STACK3 - LABEL_GDT + SA_RPL3 SelectorTSS equ LABEL_DESC_TSS - LABEL_GDT ; END of [SECTION .gdt] [SECTION .data1] ; 数据段 ALIGN 32 [BITS 32] LABEL_DATA: ; 字符串 PMMessage: db "In Protect Mode now. ^-^", 0 ; 在保护模式中显示 OffsetPMMessage equ PMMessage - $$ StrTest: db "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", 0 OffsetStrTest equ StrTest - $$ DataLen equ $ - LABEL_DATA ; END of [SECTION .data1] ; 全局堆栈段 [SECTION .gs] ALIGN 32 [BITS 32] LABEL_STACK: times 512 db 0 TopOfStack equ $ - LABEL_STACK - 1 ; END of [SECTION .gs] ; 堆栈段ring3 [SECTION .s3] ALIGN 32 [BITS 32] LABEL_STACK3: times 512 db 0 TopOfStack3 equ $ - LABEL_STACK3 - 1 ; END of [SECTION .s3] ; TSS --------------------------------------------------------------------------------------------- [SECTION .tss] ALIGN 32 [BITS 32] LABEL_TSS: DD 0 ; Back DD TopOfStack ; 0 级堆栈 DD SelectorStack ; DD 0 ; 1 级堆栈 DD 0 ; DD 0 ; 2 级堆栈 DD 0 ; DD 0 ; CR3 DD 0 ; EIP DD 0 ; EFLAGS DD 0 ; EAX DD 0 ; ECX DD 0 ; EDX DD 0 ; EBX DD 0 ; ESP DD 0 ; EBP DD 0 ; ESI DD 0 ; EDI DD 0 ; ES DD 0 ; CS DD 0 ; SS DD 0 ; DS DD 0 ; FS DD 0 ; GS DD 0 ; LDT DW 0 ; 调试陷阱标志 DW $ - LABEL_TSS + 2 ; I/O位图基址 DB 0ffh ; I/O位图结束标志 TSSLen equ $ - LABEL_TSS ; TSS ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ [SECTION .s16] [BITS 16] LABEL_BEGIN: mov ax, cs mov ds, ax mov es, ax mov ss, ax ; 初始化 32 位代码段描述符 xor eax, eax mov ax, cs shl eax, 4 add eax, LABEL_SEG_CODE32 mov word [LABEL_DESC_CODE32 + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 4], al mov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 7], ah ; 初始化数据段描述符 xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_DATA mov word [LABEL_DESC_DATA + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_DATA + 4], al mov byte [LABEL_DESC_DATA + 7], ah ; 初始化堆栈段描述符 xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_STACK mov word [LABEL_DESC_STACK + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_STACK + 4], al mov byte [LABEL_DESC_STACK + 7], ah ; 初始化堆栈段描述符(ring3) xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_STACK3 mov word [LABEL_DESC_STACK3 + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_STACK3 + 4], al mov byte [LABEL_DESC_STACK3 + 7], ah ; 初始化Ring3描述符 xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_CODE_RING3 mov word [LABEL_DESC_CODE_RING3 + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_CODE_RING3 + 4], al mov byte [LABEL_DESC_CODE_RING3 + 7], ah ; 初始化 TSS 描述符 xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_TSS mov word [LABEL_DESC_TSS + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_TSS + 4], al mov byte [LABEL_DESC_TSS + 7], ah ; 初始化测试调用门的代码段描述符 xor eax, eax mov ax, cs shl eax, 4 add eax, LABEL_SEG_CODE_DEST mov word [LABEL_DESC_CODE_DEST + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_CODE_DEST + 4], al mov byte [LABEL_DESC_CODE_DEST + 7], ah ; 为加载 GDTR 作准备 xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_GDT ; eax <- gdt 基地址 mov dword [GdtPtr + 2], eax ; [GdtPtr + 2] <- gdt 基地址 ; 加载 GDTR lgdt [GdtPtr] ; 关中断 cli ; 打开地址线A20 in al, 92h or al, 00000010b out 92h, al ; 准备切换到保护模式 mov eax, cr0 or eax, 1 mov cr0, eax ; 真正进入保护模式 jmp dword SelectorCode32:0 ; 执行这一句会把 SelectorCode32 装入 cs, 并跳转到 Code32Selector:0 处 [SECTION .s32]; 32 位代码段. 由实模式跳入. [BITS 32] LABEL_SEG_CODE32: mov ax, SelectorData mov ds, ax ; 数据段选择子 mov ax, SelectorVideo mov gs, ax ; 视频段选择子 mov ax, SelectorStack mov ss, ax ; 堆栈段选择子 mov esp, TopOfStack ; 下面显示一个字符串 mov ah, 0Ch ; 0000: 黑底 1100: 红字 xor esi, esi xor edi, edi mov esi, OffsetPMMessage ; 源数据偏移 mov edi, (80 * 10 + 0) * 2 ; 目的数据偏移。屏幕第 10 行, 第 0 列。 cld .1: lodsb test al, al jz .2 mov [gs:edi], ax add edi, 2 jmp .1 .2: ; 显示完毕 call DispReturn ; Load TSS mov ax, SelectorTSS ltr ax ; 在任务内发生特权级变换时要切换堆栈,而内层堆栈的指针存放在当前任务的TSS中,所以要设置任务状态段寄存器 TR。 push SelectorStack3 push TopOfStack3 push SelectorCodeRing3 push 0 retf ; Ring0 -> Ring3,历史性转移!将打印数字 '3'。 ; 测试调用门(无特权级变换),将打印字母 'C' ;call SelectorCallGateTest:0 ;call SelectorCodeDest:0 ;jmp $ ; ------------------------------------------------------------------------ DispReturn: push eax push ebx mov eax, edi mov bl, 160 div bl and eax, 0FFh inc eax mov bl, 160 mul bl mov edi, eax pop ebx pop eax ret ; DispReturn 结束--------------------------------------------------------- SegCode32Len equ $ - LABEL_SEG_CODE32 ; END of [SECTION .s32] [SECTION .sdest]; 调用门目标段 [BITS 32] LABEL_SEG_CODE_DEST: ;jmp $ mov ax, SelectorVideo mov gs, ax ; 视频段选择子(目的) mov edi, (80 * 12 + 0) * 2 ; 屏幕第 12 行, 第 0 列。 mov ah, 0Ch ; 0000: 黑底 1100: 红字 mov al, 'C' mov [gs:edi], ax retf SegCodeDestLen equ $ - LABEL_SEG_CODE_DEST ; END of [SECTION .sdest] ; CodeRing3 [SECTION .ring3] ALIGN 32 [BITS 32] LABEL_CODE_RING3: mov ax, SelectorVideo mov gs, ax ; 视频段选择子(目的) mov edi, (80 * 14 + 0) * 2 ; 屏幕第 14 行, 第 0 列。 mov ah, 0Ch ; 0000: 黑底 1100: 红字 mov al, '3' mov [gs:edi], ax call SelectorCallGateTest:0 ; 测试调用门(有特权级变换),将打印字母 'C'。 jmp $ SegCodeRing3Len equ $ - LABEL_CODE_RING3 ; END of [SECTION .ring3] |
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