X86汇编语言-从实模式到保护模式—笔记（41）-第14章 任务和特权级保护（7）

兰陵月

14.3.2 调用门的安装和测试

第812~826行用于安装调用门的描述符，其实也就等于是在安装调用门。

安装的调用门供其他特权级的程序使用，它们在本质上是一些例程，这些例程在上一章里使用过。所有对外公开的例程都已字符串的形式定义在SALT表中，该表位于内核数据段。

内核数据段中的SALT表简称C-SALT，位于代码清单14-1的第364~383行，属于内核数据段。该表由多个条目组成，每个条目262字节，其中，前256字节是例程的名字，后6字节是例程的地址（前4字节是例程在目标代码段内的偏移量，后2字节是例程所在代码段的选择子）。

所有例程都位于公共例程中，而公共例程的DPL是0。为了使其他特权级的程序也能使用这些例程，必须将C-SALT表中的例程地址转换成调用门。

转换过程使用了循环。转换时需要定位每一个条目，故，第812行用于将C-SALT表的起始偏移地址传送到EDI寄存器，这是第一个条目的位置，以后每次加上262，就能对准下一个条目。

循环次数是由条目数量控制的，条目数是常数salt_items，位于第386行，第813行的指令用于将它作为立即数传送到ECX寄存器。第815行，因为在转换过程中要到ECX寄存器，所以在每次循环的一开始，要先压栈保存ECX寄存器的值，然后，在loop指令执行前恢复。第816行，寄存器EDI在第812行被赋值为第一个表项起始位置，这里加上256后，就指向了第一个条目所在过程的最后6个字节起始处。其内容为过程的在段内的偏移地址。将该地址传送给寄存器EAX。第817行，寄存器EDI在第812行被赋值为第一个表项起始位置，这里加上260后，就就指向了第一个条目所在过程的最后2个字节起始处。其内容为过程所在段的段选择子。将该值传送给寄存器BX。第818行，mov cx,1_11_0_1100_000_00000B，这是描述符的属性位，可以看出，各个属性位分别是，第4~0位为：00000，表示用栈传递的参数个数为0；第11~8位为：1100，表示这是一个调用门描述符；第14~13位为：11，表是特权级DPL为3；第15位P位为：1，存在。【调用过程make_gate_descriptor】

【进入过程make_gate_descriptor】第821行，call sys_routine_seg_sel:make_gate_descriptor，调用了过程make_gate_descriptor来构造调用门的描述符。我们来到来到过程make_gate_descriptor处，位于程序第331~351处。第331~336行，解释了该过程的工作用途及相关属性。作用是构造门的描述符；输入的参数有3个，分别是EAX，门代码在段内的偏移地址；BX，门代码所在段的选择子；CX，门的类型和相关属性值。返回值为EDX:EAX=完整的描述符。第337~338行，因为在过程中要到用到EBX和ECX寄存器，所以这里将它们先压栈保护；第340行，将EAX中门代码偏移地址的数值传送给寄存器EDX；第341行，将该偏移地址与0xFFFF0000进行与操作，结果偏移地址的高16位保存，低16位清零；第342行，将寄存器DX中的值（此时已经全部为零）与CX中的值（传入的参数，为门的类型和相关属性值）进行与或操作，结果寄存器DX中的值变为门的属性值；第344行，寄存器EAX中仍然保存着门代码偏移地址的值，将其高16位清零；第345行，我们知道，寄存器BX中的值为寄存器传入的参数，是门代码所在段的段选择子。此行将寄存器EBX值逻辑左移16位后，寄存器EBX中的高16位变成了门代码所在段的段选择子，低16位清零；第346行，将第344行高16位已经清零了的EAX与高16位为选择子的EBX进行或操作，结果EAX中高16位存放门代码所在段的段选择子，低16位存放着偏移地址低16位。经过上述操作，EDX中存放着调用门描述符的高32位，EAX中存放着调动门描述符的低32位，门描述符构造完毕。第348~349行，恢复寄存器ECX、EBX的值；第351行，retf远返回，表明这个过程只能远调用。【程序返回到代码段第822行】

【进入过程set_up_gdt_descriptor】位于第264行，也位于公共例程段内。该过程的作用是在GDT表中安装一个调用门描述符。输入的参数为描述符的完整64位，EDX中方高32位，EAX中方低32位。返回一个16位的值，用寄存器CX返回，为该描述符的选择子。第267~272行，把过程中要用到的寄存器压栈保存；第274~275行，切换DS指向核心数据段，因为等下要对GDT表进行操作；第277行，将GDTR中的值储存在标号PGDT处；第279~280行，切换ES指向0~4GB段；第282行，标号pgdt处指向的字单元内容为全局描述符表的界限值，将其值（16位）扩充至32位，高16位全为零，然后传送给寄存器EBX；第283行，寄存器BX的值自加1，该值原来指向GDT的最后一个字节，加1后指向拟添加的描述符的起始位置；第284行，标号pgdt+2处指向GDT表的起始线性基地址，它加上EBX中的值就是拟添加的描述符的起始线性地址，指令执行后EBX寄存器中的地址值指向拟添加的描述符的起始地址；第286~287行，添加新的描述符；第289行，修改GDT的界限值；第291行，重新加载GDTR，使修改生效；第293行开始到298行，取得描述符的选择子，第293行，将GDT界限值给寄存器AX；第294行，寄存器DX清零；第295行，除数8传送给寄存器BX；第296行，进行16位除法，商在寄存器AX中，它的值就是描述符的实际索引值；第297行，将索引值给寄存器CX；第298行，将CX逻辑左移3位，将索引值移到高12位；第300~305行内，恢复现场；第307行，程序返回，这是一个retf远返回指令，表明调用的时候只能远调用。【过程返回到第823行】

第823行，将过程set_up_gdt_descriptor返回的调用门描述符的选择子的值（放在CX中）放到本条目入口点的段选择子处；第824行，将寄存器EDI的值加上条目长度，指向下一个条目的入口点处；第825行，弹出被压入的循环次再次给寄存器ECX；第826行，循环执行，跳转到第814行处继续执行，直到所有条目全部被置换完毕。如下图图14-012所示为安装好4个调用门描述符之后的GDT布局。

第829~830行，对刚安装好的调用门进行测试，看它好不好用。测试的结果是在屏幕上显示一行文字，意思为“系统范围内的调用门已经安装”。表面上，这是一条普通的间接绝对远调用指令call far，通过指令中给出的地址操作数，可以间接取得32位的偏移地址和16位的代码段选择子，这样的指令我们太熟悉了。但是，处理器在执行这条指令时，会用该选择子访问GDT/LDT，检查那个选择子，看它指向的是调用门描述符还是普通的代码段描述符。如果是前者，就按调用门来处理；如果是后者，还按一般的段间控制转移处理。通过调用门选择子，指令中给出的偏移量被抛弃，原因很简单，通过调用门进行控制转移不需要偏移量，偏移量已经在调用门描述符中给出了。不单单是间接绝对远调用，直接绝对远调用也是这样，如果选择子指向的是调用门，偏移量也会被忽略。

借助调用门，当程序的执行流从低特权级的代码段转入高特权级的代码段时，如果那是非依从的代码段，当前特权级也随之变为目标代码段的特权级。不过，如果调用者和被调用者的特权级相同，则特权级不会发生变化。

能通过调用门发起控制转移的指令还包括jmp，但只用在不需要从调用门返回的场合下，而且不改变当前特权级。也就是说，目标代码是在当前特权级上执行。
通过调用门进行控制转移的特权级检查，既要在转移前进行，而且，还要再控制返回时进行。完整的特权级检查过程将在本章的后面进一步说明。

检测点 14.2

1.通过调用门转移控制时，CPL、RPL和目标代码段描述符的DPL必须在数值上符合CPL≥DPL的条件；CPL、RPL和调用门描述符的DPL必须在数值上符合CPL≤DPL && RPL≤DPL的条件。即，只能通过调用门将控制转移到与当前特权级相同或者更高的代码段。

2.调用门描述符只能安装在GDT中吗？【不是，可以安装在LDT中，但不能安装在IDT中】如果某调用门描述符的值是0x0000CC0000552FC0，那么目标代码段的选择子是0x0055，段内偏移量是0x00002FC0，描述符的特权级是2，目标代码段的特权级是1，要通过此门转移控制，CPL和RPL要符合什么条件才行？调用此门的程序的CPL和RPL在数值上都要小于等于2，同时CPL要在数值上大于等于1。