九.Windows内核保护机制--TSS

Posted 2020-11-26 jszyx

一.什么是TSS:

　　TSS全称Task State Segment,中文名任务状态段,储存在内存中,大小104个字节,结构如下:

　　

 

 二.TSS原本的作用:

　　TSS在任务（进程）切换时起着重要的作用，通过它保存CPU中各寄存器的值，实现任务的挂起和恢复。

　　比如说，当CPU执行A进程的时间片用完，要切换到B进程时，CPU会先把当前寄存器里的值保存到A进程的TSS里（任务寄存器TR指向当前进程的TSS），比如CS，EIP，ESP，标志寄存器等等，然后挂起A进程。执行B进程。这样，在CPU下次执行A进程的时候，就可以从其TSS中取出，CPU就知道上一次A进程执行到了什么位置，执行状态等等，这样就恢复了上次A进程的执行现场。(但是Windows和Linux并没有使用TSS进行任务切换的工作,是使用的堆栈来实现的任务(也就是线程)的切换.但是在执行调用门操作的时候,ESP和SS的值就是通过TSS来自动进行切换的.)

三.CPU如何调用TSS:

　　CPU中有一个TR段寄存器,存出一个段描述符,存在于GDT段描述符表中,属于系统段描述符的一种,base指向TSS表的地址,limit表示他的偏移范围.

 

 

四.我们对于TSS的调用:

　　1.申请内存空间,自己写一个TSS表(104字节),并为表中的寄存器赋值.

　　2.修改GDT表中的段描述符,让其Base指向我们自己的TSS表

　　3.CALL FAR 或者 JMP FAR,跳到段描述符,使用我们的TSS表.(会先自动改写TR寄存器,不需要LTR在改了.)

　　　　1)也可以通过LTR指令:修改TR寄存器的段选择子,让TR寄存器指向GDT表中我们改写的TR段描述符.(LTR是系统指令,只有在R0层,才能使用)

　　　　　　　　mov ax,4B(GDT中,自己写的段描述符)

　　　　　　　　ltr ax

　　*加载后TSS段描述符状态会更改(就是上图的B位),TYPE的值由1001变为1011.

　　*如果要读TR寄存器的值,也就是段选择子,可以用STR指令.

　　上述操作完成,可以一次性改写一堆寄存器,在指向TSS表的时候,我们可以使用CALL FAR 和JMP FAR指令来进行,需要注意的是二者的区别,  CALL FAR后NT位为1,返回时,EIP会取Previous Task Link的值,JMP FAR后NT位为0,返回时,EIP从堆栈中取值.