为什么此mov gs指令在运行Windows 7 OS的VMWare Workstation guest虚拟机中引起故障？

Question

当我在VMWare Workstation虚拟机中运行的Windows 7 x64内核模式下运行以下程序集序列时：

xor eax, eax
mov ax, gs
mov gs, ax     ; this instruction

最后一条mov gs, ax指令立即导致虚拟机崩溃，并显示以下弹出消息：

  

发生故障，导致虚拟CPU进入关机状态   州。如果此错误发生在虚拟机外部，则它   会导致物理机重新启动。关机状态   错误地配置虚拟机可以解决这个问题   来宾操作系统中出现问题，或者VMWare Workstation中出现问题。

重新加载gs会导致内核问题，还是虚拟化问题？

在英特尔手册中，我没有看到关于该mov指令的任何异常信息。

PS。顺便说一下，用gs替换fs寄存器不会导致此错误。

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编辑：回答有关GDT中段描述符状态的问题。在这里：

0: kd> r gs
gs=002b
0: kd> dg 28
                                                    P Si Gr Pr Lo
Sel        Base              Limit          Type    l ze an es ng Flags
---- ----------------- ----------------- ---------- - -- -- -- -- --------
0028 00000000`00000000 00000000`ffffffff Data RW Ac 3 Bg Pg P  Nl 00000cf3

Answer 1

我不确定mov gs,ax的移动为什么会导致Windows立即出现三重故障，但是很快就会导致崩溃。在64位Windows内核中，GS段用作访问当前CPU的Processor Control Region（PCR）的指针。每个CPU都有不同的GS基值，指向不同的PCR。您的mov ax,gs mov gs,ax序列实际上打破了这一点，因为它将错误的GS base值加载到描述符缓存中。

GDT实际上没有包含GS寄存器的正确基数。由于GDT只能保存32位地址，因此实际上并未用于加载GS base。取而代之的是IA32_GS_BASE和IA32_KERNEL_GS_BASE MSR，后者与SWAPGS指令结合使用，用于为GS段设置64位基址。存储在GS寄存器中的选择器值只是一个虚拟值。

因此，您的mov gs,ax指令将加载GDT中存储的虚拟32位基本值，而不是IA32_GS_BASE中存储的64位值。这意味着GS段的基地址设置为0，而不是当前CPU的PCR地址。在加载了这个错误的GS基础之后，Windows内核尝试使用GS寄存器访问PCR（使用诸如mov rax, gs:[10]这样的指令）并最终读取可能导致未预期内核的未映射内存，只是时间问题页面错误和崩溃。