실제 운영 체제 및 프로세스에서 x86 데이터 세그먼트는 어떻게 사용됩니까?

Question

저는 리얼 모드에서 x86 asm 프로그램 (부트 로더)을 프로그래밍 해왔고 세그먼트, 레지스터 등을 사용하는 방법을 알고 있습니다.

OllyDbg와 비슷한 디버거에서 DS 레지스터, SS 등이 사용되는 것을 볼 수 있습니다.하지만 정상적인 "Windows와 유사한"프로세스는 어떻게 사용합니까? 분할이 부분적으로 (ring0과 ring3을 분리하기 위해) 사용되었고 항목이 GDT에 있음을 알고 있습니다. 페이징이 관련되어 있으며 PDE와 PTE를 사용하여 주소를 완전히 엉망으로 만들었지 만 링크가 불가능합니다. "모든 것을 하나로 모으고 추가 데이터 세그먼트 스택에 대한 모든 것을 이해합니다. 각 프로세스마다 다른 DS/SS/ES가 있습니까?

Answer 1

(3.2 절은 분할에 대한 모든 의혹을 명확히해야한다) 프로그래머 참조 설명서 1986 :

또한 x86 및 x86-64의 아키텍처에 대한 정보의이 귀중한 소스를 확인 할 수 있습니다

Figure 5-1. Address Translation Overview 

      15   0  31       0 
    LOGICAL ╔═══════════════╗ ╔══════════════════════════════╗ 
    ADDRESS ║ SELECTOR ║ ║   OFFSET   ║ 
      ╚═══════════╤═══╝ ╚═══╤══════════════════════════╝ 
         v   v 
        ╔══════════════════════════════╗ 
        ║  SEGMENT TRANSLATION  ║ 
        ╚══════════════╤═══════════════╝ 
           ╔══╧═╗  PAGING ENABLED 
           ║PG ?╟────────────────────┐ 
           ╚══╤═╝     │ 
        31  PAGING v DISABLED  0  │ 
      LINEAR ╔═══════════╦═══════════╦═══════════╗ │ 
      ADDRESS ║ DIR ║ PAGE ║ OFFSET ║ │ 
        ╚═══════════╩═════╤═════╩═══════════╝ │ 
            v      │ 
        ╔══════════════════════════════╗  │ 
        ║  PAGE TRANSLATION  ║  │ 
        ╚══════════════╤═══════════════╝  │ 
            │<─────────────────────┘ 
         31   v    0 
      PHYSICAL ╔══════════════════════════════╗ 
      ADDRESS ║        ║ 
        ╚══════════════════════════════╝ 


Figure 5-2. Segment Translation 

      15    0 31         0 
    LOGICAL ╔════════════════╗ ╔═════════════════════════════════════╗ 
    ADDRESS ║ SELECTOR ║ ║    OFFSET    ║ 
      ╚═══╤═════════╤══╝ ╚═══════════════════╤═════════════════╝ 
     ┌──────┘   v       │ 
     │ DESCRIPTOR TABLE       │ 
     │ ╔════════════╗       │ 
     │ ║   ║       │ 
     │ ║   ║       │ 
     │ ║   ║       │ 
     │ ║   ║       │ 
     │ ╠════════════╣       │ 
     │ ║ SEGMENT ║ BASE   ╔═══╗  │ 
     └─>║ DESCRIPTOR ╟──────────────>║ + ║<──────┘ 
      ╠════════════╣ ADDRESS  ╚═╤═╝ 
      ║   ║     │ 
      ╚════════════╝     │ 
             v 
       LINEAR ╔════════════╦═══════════╦══════════════╗ 
       ADDRESS ║ DIR  ║ PAGE ║ OFFSET ║ 
         ╚════════════╩═══════════╩══════════════╝ 

Windows에서 대부분의 프로세스에서 DS = ES = SS가 가장 많이 사용되고 CS 및 DS 값은 모든 프로세스에서 공유됩니다. 프로세스는 세그먼트 레지스터를 변경할 수 있지만 거의 필요하지 않으므로 대부분의 경우 동일한 CS 및 DS/ES/SS 값 세트를 보게됩니다. 커널은 자체 CS 및 DS를 사용합니다.

Answer 2

일반적으로 x86 보호 모드와 x86-64 긴 모드에서 조각화는 사실상 사용되지 않습니다 (플랫 메모리 모델). 링 오 코드, 링 0 데이터, 링 3 코드, 링 3 데이터라는 전체 주소 공간에 대한 액세스를 허용하는 4 개의 주요 세그먼트 설명자가 있습니다. 메모리 보호는 페이징을 사용하여 시행됩니다. 따라서 일반적으로 모든 프로세스에는 동일한 CS, DS, SS, ES 값이 부여됩니다.

일부 운영 체제는 FS 및 GS 세그먼트를 사용하여 로컬 데이터를 주소 지정합니다 (예 : TIB in Windows).

x86 보호 모드에서 이러한 동작은 선택 사항이며 커널은 메모리 보호를 위해 여러 세그먼트를 자유롭게 사용할 수 있지만 x86-64 긴 모드에서는 일반적으로 세그먼트 화를 사용할 수 없으며 운영 체제는 플랫 메모리를 사용해야합니다 모델 (여전히 로컬 데이터 및 운영 체제 구조의 주소 지정을 위해 FS 및 GS를 사용할 수 있음). Intel Manual 3A 인텔 80386에서