(7) [保护模式]任务段 (TSS)

2023-10-12 16:30
文章标签 任务 保护模式 tss

本文主要是介绍(7) [保护模式]任务段 (TSS),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

  • TR寄存器
  • TR寄存器的作用
  • 任务段描述符
  • TSS (任务段)
  • 使用任务段修改寄存器的值
  • jmp far 和 call far 的不同
  • 拓展

TR寄存器

说到TSS就不得不提TR寄存器了
TR段寄存器依然是指向一个段描述符,但是是一个比较特殊的描述符,我们称之为任务段描述符

TR寄存器的作用

在这里插入图片描述

书中表示栈的方式与OD表示的方式刚好相反

TR 寄存器中的selector查找GDT表后将段寄存器剩余内容填充,address刚好指向TSS表,而limit则是这张表的大小

TR寄存器的读写:(特权指令,只能在0环用)

  • LTR (Load TR):写入TR寄存器,和往常一样写入selector,剩余的查GDT表填充 (LTR reg16 / men)
  • STR (Save TR):读取TR寄存器的值并存储到 (STR reg16 / men)

任务段描述符

在这里插入图片描述
B (busy flag) : 当进入任务时设置为1,退出时设置为0。若是B为1时被调用,则会出异常

TSS (任务段)

TSS : Task-state segment (任务状态段)
在这里插入图片描述

这个表的主要作用就是用来进行任务切换。

任务可以是一个线程,也可以是一个进程。也就是说线程切换或者进程切换的时候使用这个表

  • 顾名思义,从4-95位都是用于保存任务切换时当前任务寄存器的状态,当切换回来当前任务的时候填充寄存器的。
  • 每个任务都有自己独立的CR3,当前只要知道这个一定要填就行
  • Previous Task Link : 指向前一个TSS表的段选择子
  • 每个任务都有自己的LDT表(局部描述符表),但不使用
  • T (debug trap flag): 是表示当前的是否是debug状态,如果是1则调试断点被设置,我们写0
  • IO Map Base Address : IO权限位图,本实验中不涉及这个。是一个基于TR.BaseAddress的偏移。IO权限和EFLAG中的12,13位也有关联,而权限位图中表示端口是否可用

TSS表每个任务一份,当进行任务切换的时候,我们只需要改变TR寄存器的值就能用上不同的表了

我们知道,函数调用的时候要把某些寄存器的值存起来,以便return回来的时候能够继续执行。
任务切换的时候也不例外,需要保存现场,所以需要找一个地方存放上下文(context),当任务切换回来时使用上下文替换寄存器,继续执行当前任务。


使用任务段修改寄存器的值

  • 首先构造一个TSS
  • 然后使用call far 或 jmp far调用这个TSS描述符
  • 函数返回

首先写出函数

#include <windows.h>int tss[] = {		0x00000000,//link0x00000000, //esp0	10x00000010,//ss0	20x00000000,//esp10x00000000,//ss10x00000000,//esp20x00000000,//ss20x00000000,//cr3	70x00000000,//eip	8 func addrs0x00000000,//eflags0x11111111,//eax0x22222222,//ecx0x33333333,//edx0x44444444,//ebx0x00000000, //esp	140x00000000,//ebp0x00000000,//esi0x00000000,//edi0x00000023,//es0x00000008,//cs		190x00000010,//ss0x00000023,//ds0x00000030,//fs0x00000000,//gs0x00000000,//ldt0x20ac0000 // IO map
};BYTE stack[0x100];
void __declspec(naked) func(){_asm{pushfint 3popfiretd}
}int main(){BYTE callAddrs[6] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x48, 0x00};memset(stack, 0, 0x100);	//init stackprintf("TSS    addrs: %x\n", tss);printf("input CR3:\n");scanf("%x", &tss[7]);		//cr3tss[8] = (DWORD)&func;		//eiptss[14] = stack + 0x100;	//esp 一定要设置堆栈,否则蓝屏_asm{	call fword ptr[callAddrs]}}

在这里插入图片描述
获取TSS地址,并准备填入CR3

找一个位置写入TSS段描述符
在这里插入图片描述

eq 8003f048 0000e942`9a300068

执行!process 0 0,然后复制CR3,输入到程序中去
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

运行后,程序在windbg上断下来了
在这里插入图片描述
千万别单步,直接 go

单步会修改EFLAG的NT位,会蓝屏

NT == 1 //iretd使用上一个 TSS 返回
NT == 0 //iretd使用 堆栈 返回

使用了TSS进入,自然要使用TSS返回,所以NT位改变了就会蓝屏


jmp far 和 call far 的不同

jmp far和call far调用的TSS,EFLAG是不同的

#include <windows.h>int tss[] = {		0x00000000,//link0x00000000, //esp0	1 stack00x00000010,//ss0	20x00000000,//esp10x00000000,//ss10x00000000,//esp20x00000000,//ss20x00000000,//cr3	70x00000000,//eip	8 func addrs0x00000000,//eflags0x11111111,//eax0x22222222,//ecx0x33333333,//edx0x44444444,//ebx0x00000000, //esp	14 stack30x00000000,//ebp0x00000000,//esi0x00000000,//edi0x00000023,//es0x00000008,//cs		190x00000010,//ss0x00000023,//ds0x00000030,//fs0x00000000,//gs0x00000000,//ldt0x20ac0000 // IO map
};
BYTE tss2[0x68];
DWORD jmpEflag;
DWORD callEflag;
BYTE jmpBack[6];
BYTE stack[0x100];void __declspec(naked) funcCall(){_asm{pushadpushf//int 3 //打开注释可以断下调试mov eax, [esp];//刚push过EFLAGSmov callEflag, eax //保存EFLAGSpopfpopadiretd}
}void __declspec(naked) funcjmp(){_asm{pushadpushf//int 3mov eax, [esp];mov jmpEflag, eax //保存EFLAGSpopfpopad//即使NT现在是0,在这里iretd也会直接蓝屏//因为堆栈中并没有供iretd返回的 SS:ESP EFLAGS CS:EIP 结构jmp fword ptr[jmpBack]}
}int main(){//C语言只能在头部把变量全都申请了BYTE callAddrs[6] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x48, 0x00};WORD valTR;memset(stack, 0, 0x100);	//init stackprintf("TSS    addrs: %x\n", tss);printf("input CR3:\n");scanf("%x", &tss[7]);		//cr3tss[8] = (DWORD)&funcCall;		//eiptss[14] = stack + 0x100;	//espmemcpy(tss2, tss, 0x68);//备份TSS_asm{	call fword ptr[callAddrs]}memcpy(tss, tss2, 0x68);//这里是怕之前的TSS被覆盖了,所以使用备份重新填一次tss[8] = (DWORD)&funcjmp;//修改TSS的跳转位置_asm{str valTR	//保存当前TR,跳回使用}*(WORD*)(&jmpBack[4]) = valTR;//重新构造一个跳回的fword_asm{jmp fword ptr[callAddrs]}printf("call eflag: %x\n", callEflag);printf("jump eflag: %x\n", jmpEflag);system("pause");
}

在这里插入图片描述
上面代码的执行结果
4002 = 100 0000 0000 0010,第14位是NT位
这里也算是写出了 jmp far 跳回来的方法了


拓展

如果limit大于了0x68会发生什么?

  • 书中写了:如果limit < 0x67 调用将会报错,但是如果limit > 0x67系统在使用任务段的时候懒得检查。除非检查IO权限位图,才会检查limit与权限位图偏移之间的关系。

这就是intel提供的任务切换方案,也只能是他自己的一厢情愿。windows和linux都没有使用intel制定的方案,只有在权限切换时才会用到SS:ESP这两个值,其他的并没有使用。

3环:
在这里插入图片描述
跳转到0环:
在这里插入图片描述

3环转到0环的时候,堆栈的SS:ESP从何而来,就是从这张表里查的。

系统把返回时用到的CS,EIP,EFLAGS,SS,ESP都放入堆栈了,所以windows操作系统并没有完全使用这张表,至少跳回去的时候,我们可以直接在堆栈里把值取了。

系统不用,不代表我们不能用。

这篇关于(7) [保护模式]任务段 (TSS)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/197078

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