libc如何在Linux中修改CS寄存器

Question

我试图在Linux中使用LDT（本地描述符表）。我为新代码段设置了LDT条目LDT [0]。然后我尝试用ljmp更新％CS。我发现在ljmp指令后更新了％CS，但是在printf函数之后它又更改回原来的％CS值。所以我想知道libc修改了％CS寄存器，但我不知道这是怎么发生的，我怎么能用自己指定的LDT？

以下是代码：

// allocate and setup an LDT entry
struct user_desc *def_seg = (struct user_desc *)malloc(sizeof(struct user_desc));
def_seg->entry_number = 0x0;
def_seg->base_addr = 0x0;
def_seg->limit = 0xfffff;
... ...
ret = modify_ldt(1, (void *)def_seg, sizeof(struct user_desc));

asm("movl %%cs, %0":"=r"(val)::);  // get and print the %cs value
printf("val(cs) 0x%x\n", val);     // val(cs) 0x73

// load the LDT into %cs, since x86 does not 
// allow us to explicitly modify the %cs register
asm("ljmp $0x7, $reload_cs\n\t"
    "reload_cs:\n\t");

asm("movl %%cs, %0":"=r"(val)::);  // get and print the %cs value
printf("val(cs) 0x%x\n", val);     // val(cs) 0x7
asm("movl %%cs, %0":"=r"(val)::);  // after a printf. get and print the %cs value again.
printf("val(cs) 0x%x\n", val);     // val(cs) 0x73

我使用自己分配的LDT只是想为一个小型研究项目测试一些x86分割功能。

我正在使用Ubuntu 14.04（内核版本4.1.9）在i386机器上工作。这只是一个试图利用某些细分功能的小型研究项目。

Answer 1

Linux / x86-64并不真正使用段寄存器，期望线程本地存储（它们可能由内核管理，而不仅仅是libc）。它主要是设置它们的内核。请阅读Linux x86-64 ABI以获取详细信息（或Linux ia32 ABI获取32位x86）;请参阅32位的其他参考here和64位的here。

详细了解syscalls(2)＆amp; execve(2)＆amp; set_thread_area(2)＆amp; modify_ldt(2)

我想线程创建可能会设置一些段寄存器（参见clone(2) ...）。研究NPTL C standard library的free software部分的源代码（GNU libc），例如MUSL libc或modify_ldt(2)

在Linux 32位x86用户代码中，您可能不应该且不能（不使用x86 memory segmentation）更改段寄存器。恕我直言他们只在上个世纪有用，对于16位MSDOS ...阅读上的wikipage

IMHO当前处理器无法有效处理段寄存器更改。 不要在代码中使用段寄存器（超出预定义的用法）。段寄存器是上个世纪（或16位模式下的BIOS）。