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分类:

2009-05-05 00:22:07


指令:
  call 0x20:00000000
  jmp 0x20:00000000
-----------------------------------
  selector 0x20 是个 TSS descriptor 的 selector。


  TSS descriptor 与 segment descriptor 的格式一致,不同的是 type,在 x86 和 long mode 的 compatibility 模式下有: available/busy 16-TSS 和 available/busy 32-TSS。
  当成功将 TSS descriptor 加载到 TR 寄存器后,processor 将 available TSS 置为 busy TSS,在返回时将 busy TSS 置为 available TSS。


1、索引查找 TSS descriptor
  TSS selector 在 GDT 里索引 TSS descriptor,其方法和 segment / gate dscriptor 的查找一致。



2、TSS 的 limit & type check

  TSS segment 大小必须能容纳所有的 processor state,整个 TSS segment 的大小是 104 个字节,在加载 TSS descriptor 进入 TR 之前,processor 检查 TSS descriptor 中的 limit 必须大于或等于 67h(104 字节)。若否,则产生 #TS 异常。
  processor 也检查 TSS descriptor 的 type 是否为 available 类型。若为 busy 类型,则产生 #GP 异常。


if (temp_descriptor.type == BUSY)
{
  goto do_#GP_exception;
}

if (temp_descriptor.limit < 0x67)
{
  goto do_#TS_exception;
}




3、权限的 check

  所需的权限是:CPL <= DPL && RPL <= DPL

if (RPL <= DPL && CPL <= DPL) {
   /* 通过,允许访问 */
} else {
   /* 失败,#GP 异常 */
}





4、保存 old-task 的 processor  state

  在执行加载 TSS descriptor 到 TR 之前,processor 将执行一项很重要的工作:保存 old-task 的执行环境(processor 的状态)在当前的 TSS segment 中。
  当前的 TSS segment 就是 old-task 的 TSS segment,在没加载 new-task 的 TSS 进入 TR 之前。

执行环境包括:
(1)GPRs
(2)segment registers
(3)Eflags
(4)LDTR 和 CR3
(5)EIP



5、加载 TSS descriptor

  通过一系列的 processor 检查后,processor 加载 TSS descriptor 进入 TR 寄存器。

TR.selector = TSS_selector;
TR.limit = temp_descriptor.limit;
TR.base = temp_descriptor.base;
TR.attribute = temp_descriptor;

TSS_descriptor.type = BUSY_32;

CR0.TS = 1;


TSS descriptor 加载到 TR 寄存器相应的域。
并且,processor 将 TSS descriptor 的 type 置为 BUSY 状态,防止再调用该 TSS descriptor
CR0.TS 也被置为 1,防止在 task 切换时执行 x87 or SSE(media)指令。



6、加载 processor state 信息

  TSS descriptor 加载进 TR,processor 将加载新任务保存在 TSS 的 processor 状态信息。
包括:
(1)GPRs 加载
(2)segment registers 加载
(3)Eflags 加载
(4)LDTR 和 CR3 加载



7、设置 EFLAGS.NT 和 TSS.link 域

  使用 call 指令调用 TSS selector,processor 将置 Eflags.NT 为 1,表示当前的 task 被嵌套调用。而使用 jmp 指令则不会置 Eflags.NT 为 1。

if (opcode == CALL) {           /* 使用 call 指令 */
  Eflags.NT = 1;                 /* 置 NT 位为 1 */
  TSS.link = old_TSS;         /* link 域为 old task 的 TSS selector */
}


  jmp 指令不支持 Task-Nesting 因此不改变 Eflags.NT 域,使用 call 指令还将当前 TSS 的 link 域设为 old-task 的 TSS selector,这样,当前使用 iret 指令返回时,将通过 old-task 的 TSS selector 返回到 old-task。





7、执行新 task

  同样,processor 加载新的 task EIP 进入 EIP 寄存器,执行新的 task 代码。新的 CS 被加载时,CPL 就是新的 CS.RPL。




8、返回 old-task

  new-task 执行完毕通过 ret 或 iret 指令返回到 old-task。

在 caller 中:

... ...
  call 0x20:0x0000000
next:
... ...

使用 call TSS_selector 来切换到 new-task。

(1)使用 ret 指令返回
  在 new-task 中使用 ret 指令返回和一般的 caller / callee 之间返回并无两样。程序将返回到 next 处。

(2)使用 iret 指令返回
  使用 Eflags.NT 的目的是让 iret 来返回,当使用 iret 指令返回时,processor 将检查 Eflags.NT 是否为 1 ,若 Eflags.NT = 1 则表示当前 task 被嵌套。
  程序将返回到 TSS.link 的 TSS selector 指向的 TSS descriptor,这个 TSS descriptor 就是 old-task 的 TSS descriptor,这里又进行另一次的任务切换到 old-task。
----------------------------------------------------------
  使用 ret 与 iret 的不同就是:用 ret 返回时,当前的 processor 还是当前的 state,使用 iret 返回时,将加载保存在 TSS 的 processor state。
  也就是说,ret 返回 old-task 还是沿用 new-task 的 processor 状态。iret 返回到 old-task 使用的是原来保存在 old-task 的 TSS 的 processor 状态。


使用的 iret 的另一个功能:
  当 Eflags.NT = 1 时:由于 iret 将返回到 TSS.link 的 TSS selector,进行一次任务切换。若这个 TSS selector 是刻意构造的别有用途的 TSS 时,可以进行一次别有用途的 task 切换。






7.1.3.4.1、 long mode 下的 TSS 切换情形

  在 long mode 下已经不支持使用 TSS 来切换 task ,包括 TSS selector 和 task gate。使用 call / jmp TSS_selector 将产生 #GP 异常。
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