6. 보호 (1) - cpu

1. LIMIT 체크

(1) 세그먼트 디스크립터의 Limit와 G 비트

세그먼트 디스크립터의 LIMIT은 프로그램 또는 프로세스가 세그먼트 외의 메모리 영역을 접근하지 못하게 합니다. 세그먼트 디스크립터의 lmit은 G 비트에 영향을 받고, G가 0일 때, lmit은 세그먼트에 명시된 값과 같으며(1byte 단위), G 비트가 1일 경우 명시된 값의 0xFFF배 입니다.

 

(2) 보호 예외(#GP)

세그먼트 영역에서 유효 LIMIT은 전체 세그먼트 영역의 크기에서 1바이트 뺀 것 과 같습니다. (주소가 0 부터 시작 하기 때문입니다.)

다음과 같은 경우에는 #GP 를 일으킵니다.

Byte > limit-1(오프셋이 유효 Limit 보다 큰 바이트 )

Word>limit-2(오프셋이 유효 Limit -1 보다 큰 워드)

Dword>limit-4(오프셋이 유효 Limit-3 바이트 보다 큰 더블 워드)

Qword>limit-8(오프셋이 유효 Limit-7 바이트보다 큰 쿼드 워드)

 

(3) Limit의 효과

무효한 포인터 계산등의 프로그래밍 에러 검출

다른 세그먼트에 있는 코드나 데이터 보호

 

(4) GDT, IDT, TSS

CPU는 GDT나 IDT 같은 테이블과 TSS 영역의 크기를 체크합니다.

GDT -> GDTR의 2바이트에 해당하는 Limit 값 이용

IDT -> IDTR의 2바이트에 해당하는 Limit 값 이용

TSS -> TR 레지스터에 2 바이트에 해당하는 Limit 값 이용

 

2. Type 체크

(1) S 비트와 Type 필드

S 비트가 0이면 Type 필드가 시스템 Type이라는 것이고, 1이면 코드나 데이터 세그먼트의 Type이라는 뜻입니다.

S가 0일때의 타입입니다.

Type	게이트 종류
0x0	예약됨
0x1	16 비트
0x2	LDT
0x3	Busy 16비트 TSS
0x4	16 비트 콜게이트
0x5	태스크 게이트
0x6	16비트 인터럽트 게이트
0x7	16비트 트랩 게이트
0x8	예약됨
0x9	32비트 TSS
0xA	예약됨
0xB	Busy 32비트 TSS
0xC	32비트 콜게이트
0xD	예약됨
0xE	32비트 인터럽트 게이트
0xF	32비트 트랩 게이트

 

Ex) P비트가 1, DPL이 00 S가 0이고 32비트 인터럽트 게이트 -> 0x8E

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
Lmit의 15 - 0비트
Base Address의 15 - 0비트
1	00		0	0xE				Base Address의 23 – 16 비트
Base Address의 31 – 24 비트								G	D	0	AVL	Lmit의 19 - 16비트
63	62	61	60	59	58	57	56	55	54	53	52	51	50	49	48

 

Ex) P비트가 1, DPL이 00 S가 0이고 32비트 TTS-> 0x89

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
Lmit의 15 - 0비트
Base Address의 15 - 0비트
1	00		0	0x9				Base Address의 23 – 16 비트
Base Address의 31 – 24 비트								G	D	0	AVL	Lmit의 19 - 16비트
63	62	61	60	59	58	57	56	55	54	53	52	51	50	49	48

 

Ex) P비트가 1, DPL이 00 S가 0이고 32비트 TTS,B비트 1-> 0x8B

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
Lmit의 15 - 0비트
Base Address의 15 - 0비트
1	00		0	0xB				Base Address의 23 – 16 비트
Base Address의 31 – 24 비트								G	D	0	AVL	Lmit의 19 - 16비트
63	62	61	60	59	58	57	56	55	54	53	52	51	50	49	48

 

CPU는 다음과 같은 경우 type 정보를 조사합니다.

세그먼트 셀렉터가 세그먼트 레지스터에 로드 될 때

디스크립터가 세그먼트 레지스터에 이미 로드되어 있는 세그먼트에 명령이 액세스  할 때

CALL JMP 명령의 오퍼랜드에 셀렉터가 있을 때 그 셀렉터에 대한 디스크립터의 Type 필드