2005年02月19日

MOVW:将DS:SI的内容送至ES:DI,是复制过去,原来的代码还在。很多书用了“移”这个字,实际上是复制过去。

Linux内核中引导部分一开始有这样一段代码:

45 entry start ! 告知连接程序,程序从start 标号开始执行。
46 start:
47 mov ax,#BOOTSEG ! 将ds 段寄存器置为0×7C0;
48 mov ds,ax
49 mov ax,#INITSEG    ! 将es 段寄存器置为0×9000;
50 mov es,ax
51 mov cx,#256             ! 移动计数值=256 字;
52 sub si,si                    ! 源地址 ds:si = 0×07C0:0×0000
53 sub di,di                    ! 目的地址 es:di = 0×9000:0×0000
54 rep                              ! 重复执行,直到cx = 0
55 movw                          ! 移动1 个字;
56 jmpi go,INITSEG      ! 间接跳转。这里INITSEG 指出跳转到的段地址。
57 go: mov ax,cs            ! 将ds、es 和ss 都置成移动后代码所在的段处(0×9000)。

! 47–56 行作用是将自身(bootsect)从目前段位置0×07c0(31k)
! 移动到0×9000(576k)处,共256 字(512 字节),然后跳转到
! 移动后代码的go 标号处,也即本程序的下一语句处。

注意,在55行执行完毕之后,0×7c00之后的512字节应当与0×9000之后的512字节一模一样。
然后看56行,这里的go是段内偏移,也就是0×39(十进制的57),而INITSEG=0×9000,所以执行这条语句是跳到0×9000:0×39也就是复制过去的第57行,这样代码就相当于在一个程序里继续执行了。

2005年01月17日

看雪学院:
1。看雪论坛精华贴(CHM版)1-6:
http://www.pediy.com

2。加解密工具集合

罗聪的网站,觉得他研究得比较深:
1。OpCode(操作码)教程
http://www.luocong.com/learningopcode/index.htm

2。OllyDbg的插件:可搜索中文(感觉好强)

《加密与解密》第三章与第四章主要讲了几个分析工具:

静态分析工具:
1.分析PE资源的工具:Resource Hacker、eXeScope,使用都比较简单

2.分析PE文件的工具:
1) W32Dasm : 小,简单易学,Free
2) IDA : 复杂,要钱,分析小文件是快但分析大文件慢。

3.文件编辑工具:
1)Hiew
2)HexWorkshop
3)WinHex : 简单

动态分析工具:
1.SoftICE : 大,win98下较稳定
2.TRW2000 : 小,动态加载/卸载,适合win98
3.OllyDbg : 动态、静态分析相结合,有NT版

2005年01月14日

今天看到《加密与解密》里的3.2资源

啊?什么?VC可以直接修改PE文件的资源?天!这么长时间了,我还不知道VC有这个功能,赶快试试:
打开VC,打开RAR的EXE文件,把about里的人名改成我自己,开启WinRar.exe,啊?真的改了哎。还止VC,BCB和书上介绍的工具:
Resource Hacker 、eXeScope也可以改PE资源。

想起www.cnblogs.com中的灵感之源:PSP团队Guru曾用VB编了个PE资源提取器,就下载了一个试试,还挺好用的。图标啊什么的一下子就出来了。改天用VC编一个。嘿嘿。

2005年01月11日

PE教程3: File Header (文件头)

本课我们将要研究 PE header 的 file header(文件头)部分。

至此,我们已经学到了哪些东东,先简要回顾一下:

  • DOS MZ header 又命名为 IMAGE_DOS_HEADER.。其中只有两个域比较重要: e_magic 包含字符串”MZ”,e_lfanew 包含PE header在文件中的偏移量。

  • 比较e_magic 是否为IMAGE_DOS_SIGNATURE以验证是否是有效的DOS header。比对符合则认为文件拥有一个有效的DOS header。

  • 为了定位PE header,移动文件指针到e_lfanew所指向的偏移。

  • PE header的第一个双字包含字符串”PE\0\0″。该双字与IMAGE_NT_SIGNATURE比对,符合则认为PE header有效。

本课我们继续探讨关于 PE header 的知识。 PE header 的正式命名是 IMAGE_NT_HEADERS。再来回忆一下这个结构。

IMAGE_NT_HEADERS STRUCT
    Signature dd ?
    FileHeader IMAGE_FILE_HEADER <>
    OptionalHeader IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 <>
IMAGE_NT_HEADERS ENDS

Signature PE标记,值为50h, 45h, 00h, 00h(PE\0\0)。
FileHeader 该结构域包含了关于PE文件物理分布的一般信息。
OptionalHeader 该结构域包含了关于PE文件逻辑分布的信息。

最有趣的东东在 OptionalHeader 里。不过,FileHeader 里的一些域也很重要。本课我们将学习FileHeader,下一课研究OptionalHeader

IMAGE_FILE_HEADER STRUCT
    Machine WORD ?
    NumberOfSections WORD ?
    TimeDateStamp dd ?
    PointerToSymbolTable dd ?
    NumberOfSymbols dd ?
    SizeOfOptionalHeader WORD ?
    Characteristics WORD ?
IMAGE_FILE_HEADER ENDS

Field name

Meanings

Machine

该文件运行所要求的CPU。对于Intel平台,该值是IMAGE_FILE_MACHINE_I386 (14Ch)。我们尝试了LUEVELSMEYER的pe.txt声明的14Dh和14Eh,但Windows不能正确执行。看起来,除了禁止程序执行之外,本域对我们来说用处不大。

NumberOfSections

文件的节数目。如果我们要在文件中增加或删除一个节,就需要修改这个值。

TimeDateStamp

文件创建日期和时间。我们不感兴趣。

PointerToSymbolTable

用于调试。

NumberOfSymbols

用于调试。

SizeOfOptionalHeader

指示紧随本结构之后的 OptionalHeader 结构大小,必须为有效值。

Characteristics

关于文件信息的标记,比如文件是exe还是dll。

简言之,只有三个域对我们有一些用: Machine, NumberOfSectionsCharacteristics。通常不会改变 MachineCharacteristics 的值,但如果要遍历节表就得使用 NumberOfSections。

为了更好阐述 NumberOfSections 的用处,这里简要介绍一下节表。

节表是一个结构数组,每个结构包含一个节的信息。因此若有3个节,数组就有3个成员。我们需要NumberOfSections值来了解该数组中到底有几个成员。也许您会想检测结构中的全0成员起到同样效果。Windows确实采用了这种方法。为了证明这一点,可以增加NumberOfSections的值,Windows仍然可以正常执行文件。据我们的观察,Windows读取NumberOfSections的值然后检查节表里的每个结构,如果找到一个全0结构就结束搜索,否则一直处理完NumberOfSections指定数目的结构。为什么我们不能忽略NumberOfSections的值? 有几个原因。PE说明中没有指定节表必须以全0结构结束。Thus there may be a situation where the last array member is contiguous to the first section, without empty space at all. Another reason has to do with bound imports. The new-style binding puts the information immediately following the section table’s last structure array member. 因此您仍然需要NumberOfSections。

 

PE教程4: Optional Header

我们已经学习了关于 DOS header 和 PE header 中部分成员的知识。这里是 PE header 中最后、最大或许也是最重要的成员,optional header。

回顾一下,optional header 结构是 IMAGE_NT_HEADERS 中的最后成员。包含了PE文件的逻辑分布信息。该结构共有31个域,一些是很关键,另一些不太常用。这里只介绍那些真正有用的域。

这儿有个关于PE文件格式的常用术语: RVA

RVA 代表相对虚拟地址。 知道什么是虚拟地址吗?相对那些简单的概念而言,RVA有些晦涩。简言之,RVA是虚拟空间中到参考点的一段距离。我打赌您肯定熟悉文件偏移量: RVA就是类似文件偏移量的东西。当然它是相对虚拟空间里的一个地址,而不是文件头部。举例说明,如果PE文件装入虚拟地址(VA)空间的400000h处,且进程从虚址401000h开始执行,我们可以说进程执行起始地址在RVA 1000h。每个RVA都是相对于模块的起始VA的。

为什么PE文件格式要用到RVA呢? 这是为了减少PE装载器的负担。因为每个模块多有可能被重载到任何虚拟地址空间,如果让PE装载器修正每个重定位项,这肯定是个梦魇。相反,如果所有重定位项都使用RVA,那么PE装载器就不必操心那些东西了: 它只要将整个模块重定位到新的起始VA。这就象相对路径和绝对路径的概念: RVA类似相对路径,VA就象绝对路径。

Field

Meanings

AddressOfEntryPoint

PE装载器准备运行的PE文件的第一个指令的RVA。若您要改变整个执行的流程,可以将该值指定到新的RVA,这样新RVA处的指令首先被执行。

ImageBase

PE文件的优先装载地址。比如,如果该值是400000h,PE装载器将尝试把文件装到虚拟地址空间的400000h处。字眼”优先”表示若该地址区域已被其他模块占用,那PE装载器会选用其他空闲地址。

SectionAlignment

内存中节对齐的粒度。例如,如果该值是4096 (1000h),那么每节的起始地址必须是4096的倍数。若第一节从401000h开始且大小是10个字节,则下一节必定从402000h开始,即使401000h和402000h之间还有很多空间没被使用。

FileAlignment

文件中节对齐的粒度。例如,如果该值是(200h),,那么每节的起始地址必须是512的倍数。若第一节从文件偏移量200h开始且大小是10个字节,则下一节必定位于偏移量400h: 即使偏移量512和1024之间还有很多空间没被使用/定义。

MajorSubsystemVersion
MinorSubsystemVersion

win32子系统版本。若PE文件是专门为Win32设计的,该子系统版本必定是4.0否则对话框不会有3维立体感。

SizeOfImage

内存中整个PE映像体的尺寸。它是所有头和节经过节对齐处理后的大小。

SizeOfHeaders

所有头+节表的大小,也就等于文件尺寸减去文件中所有节的尺寸。可以以此值作为PE文件第一节的文件偏移量。

Subsystem

NT用来识别PE文件属于哪个子系统。 对于大多数Win32程序,只有两类值: Windows GUI 和 Windows CUI (控制台)。

DataDirectory

IMAGE_DATA_DIRECTORY 结构数组。每个结构给出一个重要数据结构的RVA,比如引入地址表等。



 

原著:罗云彬

我们将学习如何检测给定文件是一有效PE文件。

一、理论:

PE 的意思就是 Portable Executable(可移植的执行体)。它是 Win32环境自身所带的执行体文件格式。它的一些特性继承自 Unix的 Coff (common object file format)文件格式。”portable executable”(可移植的执行体)意味着此文件格式是跨win32平台的 : 即使Windows运行在非Intel的CPU上,任何win32平台的PE装载器都能识别和使用该文件格式。当然,移植到不同的CPU上PE执行体必然得有一些改变。所有 win32执行体 (除了VxD和16位的Dll)都使用PE文件格式,包括NT的内核模式驱动程序(kernel mode drivers)。因而研究PE文件格式给了我们洞悉Windows结构的良机。

本教程就让我们浏览一下 PE文件格式的概要。

DOS MZ header

DOS stub

PE header

Section table

Section 1

Section 2

Section …

Section n

上图是 PE文件结构的总体层次分布。所有 PE文件(甚至32位的 DLLs) 必须以一个简单的 DOS MZ header 开始。我们通常对此结构没有太大兴趣。有了它,一旦程序在DOS下执行,DOS就能识别出这是有效的执行体,然后运行紧随 MZ header 之后的 DOS stub。DOS stub实际上是个有效的 EXE,在不支持 PE文件格式的操作系统中,它将简单显示一个错误提示,类似于字符串 “This program requires Windows” 或者程序员可根据自己的意图实现完整的 DOS代码。通常我们也不对 DOS stub 太感兴趣: 因为大多数情况下它是由汇编器/编译器自动生成。通常,它简单调用中断21h服务9来显示字符串”This program cannot run in DOS mode”。

紧接着 DOS stub 的是 PE header。 PE header 是PE相关结构 IMAGE_NT_HEADERS 的简称,其中包含了许多PE装载器用到的重要域。当我们更加深入研究PE文件格式后,将对这些重要域耳目能详。执行体在支持PE文件结构的操作系统中执行时,PE装载器将从 DOS MZ header 中找到 PE header 的起始偏移量。因而跳过了 DOS stub 直接定位到真正的文件头 PE header。

PE文件的真正内容划分成块,称之为sections(节)。每节是一块拥有共同属性的数据,比如代码/数据、读/写等。我们可以把PE文件想象成一逻辑磁盘,PE header 是磁盘的boot扇区,而sections就是各种文件,每种文件自然就有不同属性如只读、系统、隐藏、文档等等。 值得我们注意的是 —- 节的划分是基于各组数据的共同属性: 而不是逻辑概念。重要的不是数据/代码是如何使用的,如果PE文件中的数据/代码拥有相同属性,它们就能被归入同一节中。不必关心节中类似于”data”, “code”或其他的逻辑概念: 如果数据和代码拥有相同属性,它们就可以被归入同一个节中。(译者注:节名称仅仅是个区别不同节的符号而已,类似”data”, “code”的命名只为了便于识别,惟有节的属性设置决定了节的特性和功能)如果某块数据想付为只读属性,就可以将该块数据放入置为只读的节中,当PE装载器映射节内容时,它会检查相关节属性并置对应内存块为指定属性。

如果我们将PE文件格式视为一逻辑磁盘,PE header是boot扇区而sections是各种文件,但我们仍缺乏足够信息来定位磁盘上的不同文件,譬如,什么是PE文件格式中等价于目录的东东?别急,那就是 PE header 接下来的数组结构 section table(节表)。 每个结构包含对应节的属性、文件偏移量、虚拟偏移量等。如果PE文件里有5个节,那么此结构数组内就有5个成员。因此,我们便可以把节表视为逻辑磁盘中的根目录,每个数组成员等价于根目录中目录项。

以上就是PE文件格式的物理分布,下面将总结一下装载一PE文件的主要步骤:

  1. PE文件被执行,PE装载器检查 DOS MZ header 里的 PE header 偏移量。如果找到,则跳转到 PE header。

  2. PE装载器检查 PE header 的有效性。如果有效,就跳转到PE header的尾部。

  3. 紧跟 PE header 的是节表。PE装载器读取其中的节信息,并采用文件映射方法将这些节映射到内存,同时付上节表里指定的节属性。

  4. PE文件映射入内存后,PE装载器将处理PE文件中类似 import table(引入表)逻辑部分。

上述步骤是基于本人观察后的简述,显然还有一些不够精确的地方,但基本明晰了执行体被处理的过程。

如何才能校验指定文件是否为一有效PE文件呢? 这个问题很难回答,完全取决于想要的精准程度。您可以检验PE文件格式里的各个数据结构,或者仅校验一些关键数据结构。大多数情况下,没有必要校验文件里的每一个数据结构,只要一些关键数据结构有效,我们就认为是有效的PE文件了。下面我们就来实现前面的假设。

我们要验证的重要数据结构就是 PE header。从编程角度看,PE header 实际就是一个 IMAGE_NT_HEADERS 结构。定义如下:

IMAGE_NT_HEADERS STRUCT
   Signature dd ?
   FileHeader IMAGE_FILE_HEADER <>
   OptionalHeader IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 <>
IMAGE_NT_HEADERS ENDS

Signature 一dword类型,值为50h, 45h, 00h, 00h(PE\0\0)。本域为PE标记,我们可以此识别给定文件是否为有效PE文件。
FileHeader 该结构域包含了关于PE文件物理分布的信息, 比如节数目、文件执行机器等。
OptionalHeader 该结构域包含了关于PE文件逻辑分布的信息,虽然域名有”可选”字样,但实际上本结构总是存在的。

我们目的很明确。如果IMAGE_NT_HEADERSsignature域值等于”PE\0\0″,那么就是有效的PE文件。实际上,为了比较方便,Microsoft已定义了常量IMAGE_NT_SIGNATURE供我们使用。

IMAGE_DOS_SIGNATURE equ 5A4Dh
IMAGE_OS2_SIGNATURE equ 454Eh
IMAGE_OS2_SIGNATURE_LE equ 454Ch
IMAGE_VXD_SIGNATURE equ 454Ch
IMAGE_NT_SIGNATURE equ 4550h

接下来的问题是: 如何定位 PE header? 答案很简单: DOS MZ header 已经包含了指向 PE header 的文件偏移量。DOS MZ header 又定义成结构 IMAGE_DOS_HEADER 。查询windows.inc,我们知道 IMAGE_DOS_HEADER 结构的e_lfanew成员就是指向 PE header 的文件偏移量。

现在将所有步骤总结如下:

首先检验文件头部第一个字的值是否等于 IMAGE_DOS_SIGNATURE,是则 DOS MZ header 有效。

一旦证明文件的 DOS header 有效后,就可用e_lfanew来定位 PE header 了。

比较 PE header 的第一个字的值是否等于 IMAGE_NT_HEADER。如果前后两个值都匹配,那我们就认为该文件是一个有效的PE文件。

二、源程序:

.386
.model flat,stdcall
option casemap:none
include \masm32\include\windows.inc
include \masm32\include\kernel32.inc
include \masm32\include\comdlg32.inc
include \masm32\include\user32.inc
includelib \masm32\lib\user32.lib
includelib \masm32\lib\kernel32.lib
includelib \masm32\lib\comdlg32.lib

SEH struct
PrevLink dd ?    ; the address of the previous seh structure
CurrentHandler dd ?    ; the address of the exception handler
SafeOffset dd ?    ; The offset where it’s safe to continue execution
PrevEsp dd ?      ; the old value in esp
PrevEbp dd ?     ; The old value in ebp
SEH ends

.data
AppName db “PE tutorial no.2″,0
ofn OPENFILENAME <>
FilterString db “Executable Files (*.exe, *.dll)”,0,”*.exe;*.dll”,0
                 db “All Files”,0,”*.*”,0,0
FileOpenError db “Cannot open the file for reading”,0
FileOpenMappingError db “Cannot open the file for memory mapping”,0
FileMappingError db “Cannot map the file into memory”,0
FileValidPE db “This file is a valid PE”,0
FileInValidPE db “This file is not a valid PE”,0

.data?
buffer db 512 dup(?)
hFile dd ?
hMapping dd ?
pMapping dd ?
ValidPE dd ?

.code
start proc
LOCAL seh:SEH
mov ofn.lStructSize,SIZEOF ofn
mov ofn.lpstrFilter, OFFSET FilterString
mov ofn.lpstrFile, OFFSET buffer
mov ofn.nMaxFile,512
mov ofn.Flags, OFN_FILEMUSTEXIST or OFN_PATHMUSTEXIST or OFN_LONGNAMES or OFN_EXPLORER or OFN_HIDEREADONLY
invoke GetOpenFileName, ADDR ofn
.if eax==TRUE
    invoke CreateFile, addr buffer, GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL
    .if eax!=INVALID_HANDLE_VALUE
       mov hFile, eax
       invoke CreateFileMapping, hFile, NULL, PAGE_READONLY,0,0,0
       .if eax!=NULL
          mov hMapping, eax
          invoke MapViewOfFile,hMapping,FILE_MAP_READ,0,0,0
          .if eax!=NULL
             mov pMapping,eax
             assume fs:nothing
             push fs:[0]
             pop seh.PrevLink
             mov seh.CurrentHandler,offset SEHHandler
             mov seh.SafeOffset,offset FinalExit
             lea eax,seh
             mov fs:[0], eax
             mov seh.PrevEsp,esp
             mov seh.PrevEbp,ebp
             mov edi, pMapping
             assume edi:ptr IMAGE_DOS_HEADER
             .if [edi].e_magic==IMAGE_DOS_SIGNATURE
                add edi, [edi].e_lfanew
                assume edi:ptr IMAGE_NT_HEADERS
                .if [edi].Signature==IMAGE_NT_SIGNATURE
                   mov ValidPE, TRUE
                .else
                   mov ValidPE, FALSE
                .endif
             .else
                 mov ValidPE,FALSE
             .endif
FinalExit:
             .if ValidPE==TRUE
                 invoke MessageBox, 0, addr FileValidPE, addr AppName, MB_OK+MB_ICONINFORMATION
             .else
                invoke MessageBox, 0, addr FileInValidPE, addr AppName, MB_OK+MB_ICONINFORMATION
             .endif
             push seh.PrevLink
             pop fs:[0]
             invoke UnmapViewOfFile, pMapping
          .else
             invoke MessageBox, 0, addr FileMappingError, addr AppName, MB_OK+MB_ICONERROR
          .endif
          invoke CloseHandle,hMapping
       .else
          invoke MessageBox, 0, addr FileOpenMappingError, addr AppName, MB_OK+MB_ICONERROR
       .endif
       invoke CloseHandle, hFile
    .else
       invoke MessageBox, 0, addr FileOpenError, addr AppName, MB_OK+MB_ICONERROR
    .endif
.endif
invoke ExitProcess, 0
start endp

SEHHandler proc uses edx pExcept:DWORD, pFrame:DWORD, pContext:DWORD, pDispatch:DWORD
    mov edx,pFrame
    assume edx:ptr SEH
    mov eax,pContext
    assume eax:ptr CONTEXT
    push [edx].SafeOffset
    pop [eax].regEip
    push [edx].PrevEsp
    pop [eax].regEsp
    push [edx].PrevEbp
    pop [eax].regEbp
    mov ValidPE, FALSE
    mov eax,ExceptionContinueExecution
    ret
SEHHandler endp
end start

三、分析:

本例程打开一文件,先检验DOS header是否有效,有效就接着检验PE header的有效性,ok就认为是有效的PE文件了。这里,我们还运用了结构异常处理(SEH),这样就不必检查每个可能的错误: 如果有错误出现,就认为PE检测失效所致,于是给出我们的报错信息。其实Windows内部普遍使用SEH来检验参数传递的有效性。若对SEH感兴趣的话,可阅读Jeremy Gordon的 文章

程序调用打开文件通用对话框,用户选定执行文件后,程序便打开文件并映射到内存。并在有效性检验前建立一 SEH:

   assume fs:nothing
   push fs:[0]
   pop seh.PrevLink
   mov seh.CurrentHandler,offset SEHHandler
   mov seh.SafeOffset,offset FinalExit
   lea eax,seh
   mov fs:[0], eax
   mov seh.PrevEsp,esp
   mov seh.PrevEbp,ebp

一开始就假设寄存器 fs为空(assume fs:nothing)。 记住这一步不能省却,因为MASM假设fs寄存器为ERROR。接下来保存 Windows使用的旧SEH处理函数地址到我们自己定义的结构中,同时保存我们的SEH处理函数地址和异常处理时的执行恢复地址,这样一旦错误发生就能由异常处理函数安全地恢复执行了。同时还保存当前esp及ebp的值,以便我们的SEH处理函数将堆栈恢复到正常状态。

   mov edi, pMapping
   assume edi:ptr IMAGE_DOS_HEADER
   .if [edi].e_magic==IMAGE_DOS_SIGNATURE

成功建立SEH后继续校验工作。置目标文件的首字节地址给edi,使其指向DOS header的首字节。为便于比较,我们告诉编译器可以假定edi正指向IMAGE_DOS_HEADER结构(事实亦是如此)。然后比较DOS header的首字是否等于字符串”MZ”,这里利用了windows.inc中定义的IMAGE_DOS_SIGNATURE常量。若比较成功,继续转到PE header,否则设ValidPE 值为FALSE,意味着文件不是有效PE文件。

      add edi, [edi].e_lfanew
      assume edi:ptr IMAGE_NT_HEADERS
      .if [edi].Signature==IMAGE_NT_SIGNATURE
         mov ValidPE, TRUE
      .else
         mov ValidPE, FALSE
      .endif

要定位到PE header,需要读取DOS header中的e_lfanew域值。该域含有PE header在文件中相对文件首部的偏移量。edi加上该值正好定位到PE header的首字节。这儿可能会出错,如果文件不是PE文件,e_lfanew值就不正确,加上该值作为指针就可能导致异常。若不用SEH,我们必须校验e_lfanew值是否超出文件尺寸,这不是一个好办法。如果一切OK,我们就比较PE header的首字是否是字符串”PE”。这里在此用到了常量IMAGE_NT_SIGNATURE,相等则认为是有效的PE文件。
如果e_lfanew的值不正确导致异常,我们的SEH处理函数就得到执行控制权,简单恢复堆栈指针和基栈指针后,就根据safeoffset的值恢复执行到FinalExit标签处。

FinalExit:
   .if ValidPE==TRUE
      invoke MessageBox, 0, addr FileValidPE, addr AppName, MB_OK+MB_ICONINFORMATION
   .else
      invoke MessageBox, 0, addr FileInValidPE, addr AppName, MB_OK+MB_ICONINFORMATION
   .endif

上述代码简单明确,根据ValidPE的值显示相应信息。

   push seh.PrevLink
   pop fs:[0]

一旦SEH不再使用,必须从SEH链上断开。

2005年01月10日

2005.1.10
快半年了,以前看的又忘掉了,现再看一遍,觉得似曾相识,又摘了一部分(存储段描述符):

存储段
描述符
m+7 m+6 m+5 m+4 m+3 m+2 m+1 m+0
Base(31…24) Attributes Segment Base(23…0) Segment Limite(15…0)



存储段
描述符
属  性
Byte m+6 Byte m+5
BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0
G D 0 AVL Limit(19…16) P DPL DT1 TYPE

TYPE说明存储段描述符所描述的存储段的具体属性。具体解释如下:

数据段:

BIT3 BIT2 BIT1

BIT0

E=0(都可读) ED W A

ED=0:向高扩展
ED=1:向低扩展

W=0:不可写
W=1:可写

A=0:未访问
A=1:已方问

代码段:

BIT3 BIT2 BIT1

BIT0

E=1(不可写) C R A

E=1(不可写,若需要对代码段进行写入操作,则必须使用别名技术)

C=0:不是一致代码段(普通代码段)
C=1:是一致代码段。

R=0:不可读,只能执行
R=1:可读可执行

A=0:未访问
A=1:已方问


一个任务可使用的整个虚拟地址空间分为相等的两半,一半空间的描述符在全局描述符表中,另一半空间的描述符在局部描述符表中。由于全局和局部描述符表都可以包含多达8192个描述符,而每个描述符所描述的段的最大值可达4G字节,因此最大的虚拟地址空间可为:
4GB*8192*2=64MMB=64TB


选择子=>描述符=>段基地址,
段基地址 + 偏移 = 线性地址。

选择子中的描述符索引字段13位=>描述符表最多包含8192个描述符。由于每个描述符长8字节,屏蔽选择子低3位后的值就是选择子所指定的描述符在描述符表中的偏移,有一个特殊的选择子称为空(Null)选择子,它的Index=0,TI=0,而RPL字段可以为任意值。 空选择子有特定的用途,当用空选择子进行存储访问时会引起异常。空选择子是特别定义的, 它不对应于全局描述符表GDT中的第0个描述符,因此处理器中的第0个描述符总不被处理器访问,一般把它置成全0。但当TI=1时,Index为0的选择子不是空选择子, 它指定了当前任务局部描述符表LDT中的第0个描述符。

2004.9.19:
《加密与解密II》1-2章,
了解了
1.Windows与Unicode
2.保护模式、虚拟内存
3.代码指令:跳转指令、条件指令、浮点指令
4.逆向分析程序:函数调用
5.PE格式
看了《386保护模式编程》一<1>
1.虚拟地址空间(二维)=>线性地址空间(一维)=>物理地址空间

2004.9.23
《386保护模式编程》二<1><2>
<1>每个段定义三个参数:段基地址(Base Address)、段界限(Limit)和段属性(Attributes)
(1).段基地址规定线性地址空间中段的开始地址
(2).段界限规定段的大小
(3).段属性规定段的主要特性

<2>描述符可分为如下三类:存储段描述符、系统段描述符、门描述符(控制描述符)

(1).存储段描述符的格式
1.D(ED)堆栈扩展方向
2.段粒度G(1M/4G)
3.AVL:保留,为软件可利用位
4.P存在(Present)位在不在内存中
5.DPL(Descriptor Privilege level)特权级,
6.Type有四位,3:数据段/代码段 2:代码段是否是一致代码段 1:数据是否可写/代码是否可执行 0:有未访问过

(2).存储段描述符的结构类型表示
    DESC       STRUC
    LIMITL     DW      0 ;段界限低16位
    BASEL      DW      0 ;基地址低16位
    BASEM      DB      0 ;基地址中间8位
    ATTRIB     DB      0 ;段属性
    LIMITH     DB      0 ;段界限的高4位(包括段属性的高4位)
    BASEH      DB      0 ;基地址的高8位
    DESC       ENDS
10H,5678H,34H,98H,0C0H,12H

2004.9.24
《386保护模式编程》二<3>
(1)80386中有三种类型的描述符表:
全局描述符表GDT(Global Descriptor Table) 1张
局部描述符表LDT(Local Descriptor Table)  N张
中断描述符表IDT(Interrupt Descriptor Table) 1张

<4>段选择子
段选择子长16位:
高13位是描述符索引(Index),就是描述符在描述符表中的序号
第2位是TI(Table Indicator),引用描述符表指示位,指示从GDT/LDT中读取描述符;
最低两位RPL(Requested Privilege Level),是请求特权级,用于特权检查

(1).由于选择子中的描述符索引字段用13位表示,所以可区分8192个描述符。这也就是描述符表最多包含8192个描述符的原因。
(2).每个描述符长8字节,根据上表所示选择子的格式,屏蔽选择子低3位后所得的值就是选择子所指定的描述符在描述符表中的偏移,这可认为是安排选择子高13位作为描述符索引的原因。
(3).当使用选择子的RPL字段时,与[所访问段的特权级]比较的不只是CPL(当前特权级),而是CPL与RPL中更外层的特权级。
(4).有一个特殊的选择子称为空(Null)选择子,它的Index=0


2004.9.25
《386保护模式编程》三.<1>控制寄存器
80386有CR0、CR1、CR2和CR3四个32位的控制寄存器,
(1).
CR0中的位5—位30及CR3中的位0至位11是保留位,必须为0
CR1不能使用
CR2及CR3由分页管理机制使用
(2).CR0:
0 :P E 实模式/保护方式
31:PG 禁用/启用分页管理机制
PE=0且PG=1是无效组合

1:MP(算术存在位),忽略TS条件,不产生异常控制/WAIT指令在TS=1时,是产生DNA异常
2:EM(模拟位),浮点指令由硬件控制/软件模拟
3:TS(任务切换位),加快任务的切换
4:ET(扩展类型位),当处理器复位时,根据系统中不存在/存在 80387协处理器,ET位被初始化

2004.9.27
《386保护模式编程》三.<2>系统地址寄存器
为了方便快速地定位段GDT、LDT、IDT、TR,处理器采用系统地址寄存器保存这些段的基地址和段界限。

(1).全局描述符表寄存器GDTR:长48位,高32位:基地址,低16位:界限
1.由于GDT不能由GDT本身之内的描述符进行描述定义,所以处理器采用GDTR为GDT这一特殊的系统段提供一个伪描述符。GDTR给定了GDT。
2.界限(全局描述符表大小)为16位:由于段选择子中只有13位作为描述符索引,而每个描述符长8个字节,所以用16位的界限足够。对于含有N个描述符的描述符表的段界限设为8*N-1。

***(2).局部描述符表寄存器LDTR
1.LDTR类似于段寄存器,由程序员可见的16位的寄存器和程序员不可见的高速缓冲寄存器组成。
(3).中断描述符表寄存器IDTR
1.IDTR指示IDT的方式与GDTR指示GDT的方式相同
2.IDTR段界限为7FFH:由于80386只支持256个中断/异常,所以IDT表最大长度是2K(7FFH)
(4).任务状态段寄存器TR
1.TR也有程序员可见和不可见两部分。
2.装入到TR的选择子不能为空,必须索引位于GDT中的描述符,且描述符的类型必须是任务状态段描述符TSS

实例二的逻辑功能是,以十六进制数和ASCII字符两种形式显示从内存地址100000H开始的16个字节的内容。
从功能上看,本实例类似于实例一,但在实现方法上却有了改变,它更能反映出实模式和保护模式切换的情况。具体实现步骤是:(1)作切换到保护方式的准备;(2)切换到保护方式的一个32位代码段;(3)把指定内存区域的内容以字节为单位,转换成对应的十六进制数的ASCII码,并直接填入显示缓冲区实现显示;(4)再变换到保护方式下的一个16位代码段;(5)把指定内存区域的内容直接作为ASCII码填入显示缓冲区中实现显示;(6)切换回实模式。

1.实例二源程序

实例二的源程序如下所示:
;名称:ASM2.ASM
;功能:演示实方式和保护方式切换(切换到32位代码段)
;----------------------------------------------------------------------------
INCLUDE         386SCD.INC
;----------------------------------------------------------------------------
DSEG            SEGMENT USE16                     ;16位数据段
;----------------------------------------------------------------------------
GDT             LABEL   BYTE                      ;全局描述符表
DUMMY           Desc    <>                        ;空描述符
Normal          Desc    <0ffffh,,,ATDW,,>         ;规范段描述符
Code32          Desc    <C32Len-1,,,ATCE,D32,>    ;32位代码段描述符
Code16          Desc    <0ffffh,,,ATCE,,>         ;16位代码段描述符
DataS           Desc    <DataLen-1,0,10h,ATDR,,>  ;源数据段描述符
DataD           Desc    <3999,8000h,0bh,ATDW,,>   ;显示缓冲区描述符
Stacks          Desc    <StackLen-1,,,ATDW,,>     ;堆栈段描述符
;----------------------------------------------------------------------------
GDTLen          =       $-GDT                     ;全局描述符表长度
VGDTR           PDesc   <GDTLen-1,>               ;伪描述符
;----------------------------------------------------------------------------
SaveSP          DW      ?                         ;用于保存SP寄存器
SaveSS          DW      ?                         ;用于保存SS寄存器
;----------------------------------------------------------------------------
Normal_Sel      =       Normal-GDT                ;规范段描述符选择子
Code32_Sel      =       Code32-GDT                ;32位代码段选择子
Code16_Sel      =       Code16-GDT                ;16位代码段选择子
DataS_Sel       =       Datas-GDT                 ;源数据段选择子
DataD_Sel       =       DataD-GDT                 ;目标数据段选择子
Stacks_Sel      =       Stacks-GDT                ;堆栈段描述符选择子
;----------------------------------------------------------------------------
DataLen         =       16
;----------------------------------------------------------------------------
DSEG            ENDS                              ;数据段定义结束
;----------------------------------------------------------------------------
StackSeg        SEGMENT PARA STACK USE16
StackLen        =       256
                DB      StackLen DUP(0)
StackSeg        ENDS
;----------------------------------------------------------------------------
CSEG1           SEGMENT USE16 'REAL'              ;16位代码段
                ASSUME  CS:CSEG1,DS :D SEG
;----------------------------------------------------------------------------
Start           PROC
                mov     ax,DSEG
                mov     ds,ax
                ;准备要加载到GDTR的伪描述符
                mov     bx,16
                mul     bx
                add     ax,OFFSET GDT             ;计算并设置基地址
                adc     dx,0                      ;界限已在定义时设置好
                mov     WORD PTR VGDTR.Base,ax
                mov     WORD PTR VGDTR.Base+2,dx
                ;设置32位代码段描述符
                mov     ax,CSEG2
                mul     bx
                mov     WORD PTR Code32.BaseL,ax
                mov     BYTE PTR Code32.BaseM,dl
                mov     BYTE PTR Code32.BaseH,dh
                ;设置16位代码段描述符
                mov     ax,CSEG3
                mul     bx
                mov     WORD PTR Code16.BaseL,ax  ;代码段开始偏移为0
                mov     BYTE PTR Code16.BaseM,dl  ;代码段界限已在定义时设置好
                mov     BYTE PTR Code16.BaseH,dh
                ;设置堆栈段描述符
                mov     ax,ss
                mov     WORD PTR SaveSS,ax
                mov     WORD PTR SaveSP,sp
                mov     ax,StackSeg
                mul     bx
                mov     WORD PTR Stacks.BaseL,ax
                mov     BYTE PTR Stacks.BaseM,dl
                mov     BYTE PTR Stacks.BaseH,dh
                ;加载GDTR
                lgdt    QWORD PTR VGDTR
                cli                               ;关中断
                EnableA20                         ;打开地址线A20
                ;切换到保护方式
                mov     eax,cr0
                or      al,1
                mov     cr0,eax
                ;清指令预取队列,并真正进入保护方式
                JUMP16  Code32_Sel,<OFFSET SPM32>
ToReal:         ;现在又回到实方式
                mov     ax,DSEG
                mov     ds,ax
                mov     sp,SaveSP
                mov     ss,SaveSS
                DisableA20
                sti
                mov     ax,4c00h
                int     21h
Start           ENDP
;----------------------------------------------------------------------------
CSEG1           ENDS                              ;代码段定义结束
;----------------------------------------------------------------------------
CSEG2           SEGMENT USE32 'PM32'
                ASSUME  CS:CSEG2
;----------------------------------------------------------------------------
SPM32           PROC
                mov     ax,Stacks_Sel
                mov     ss,ax
                mov     esp,StackLen
                mov     ax,DataS_Sel
                mov     ds,ax
                mov     ax,DataD_Sel
                mov     es,ax
                xor     esi,esi
                xor     edi,edi
                mov     ecx,DataLen
                cld
Next:           lodsb
                push    ax
                CALL    ToASCII
                mov     ah,7
                shl     eax,16
                pop     ax
                shr     al,4
                CALL    ToASCII
                mov     ah,7
                stosd
                mov     al,20h
                stosw
                loop    Next
                JUMP32   Code16_Sel,<OFFSET SPM16>
SPM32           ENDP
;----------------------------------------------------------------------------
ToASCII         PROC
                and     al,00001111b
                add     al,30h
                cmp     al,39h
                jbe     Isdig
                add     al,7
IsDig:          ret
ToASCII         ENDP
;----------------------------------------------------------------------------
C32Len          =       $
;----------------------------------------------------------------------------
CSEG2           ENDS
;----------------------------------------------------------------------------
CSEG3           SEGMENT USE16 'PM16'
                ASSUME  CS:CSEG3
;----------------------------------------------------------------------------
SPM16           PROC
                xor     si,si
                mov     di,DataLen*3*2
                mov     ah,7
                mov     cx,DataLen
AGain:          lodsb
                stosw
                loop    AGain
                mov     ax,Normal_sel
                mov     ds,ax
                mov     es,ax
                mov     ss,ax
                mov     eax,cr0
                and     al,11111110b
                mov     cr0,eax
                jmp     FAR PTR ToReal
SPM16           ENDP
;----------------------------------------------------------------------------
CSEG3           ENDS
;----------------------------------------------------------------------------
                END     Start

2.关于实现步骤的注释

(1)切换到保护模式的准备工作

建立全局描述符表,这里的全局描述符表含有两个16位数据段的描述符、一个16位代码段的描述符和一个16位的堆栈段描述符。此外,GDT中还有一个32位的代码段描述符,描述32位代码段,该描述符的属性字段中的D位为1。

(2)由实模式切换到保护模式

由实模式切换到保护模式32位代码段的方法与切换到16位代码段的方法相同。由保护模式16位代码段切换回实模式的方法与实例一相似。
在保护模式下,通过如下直接段间转移指令从32位代码段切换到16位代码段:
    JUMP32   Code16_Sel,<OFFSET SPM16>
从该宏指令的定义可知,该转移指令含48位指针,其高16位是16位代码段的选择子,低32位是16位代码段的入口偏移。该指令在32位方式下预取并执行。由于在32位方式下执行,所以要使用48位指针。

(3)显示指定内存区域的内容

在本实例中,采用直接写显示缓冲区的方法实现显示。假设显示缓冲区的开始物理地址是0B8000H, 3号文本显示模式,在屏幕的第一行进行显示。

3.特别说明

本实例在保护方式下使用了涉及堆栈操作的指令,因此建立了一个16位的保护模式下的堆栈段。
本实例仍作了大量的简化处理。如:没有建立IDT和LDT等,各特权级均是0。也没有采用分页管理机制。
从本实例的GDT中可见,两个数据段的界限都是根据实际大小而设置的。从源程序代码段CSEG3可见,在切换到实模式之前,把一个指向似乎没有用的数据段的描述符Normal的选择子装载到DS和ES。这是为什么呢?



实模
式下
段描
述符
高速
缓冲
寄存
器的
内容
段寄存器 段基地址 段界限(固定) 段属性(固定)
存在性 特权级 已存取 粒度 扩展方向 可读性 可写性 可执行 堆栈大小 一致特权
CS 当前CS*16 0000FFFFH Y 0 Y B U Y Y Y - N
SS 当前SS*16 0000FFFFH Y 0 Y B U Y Y N W -
DS 当前DS*16 0000FFFFH Y 0 Y B U Y Y N - -
ES 当前ES*16 0000FFFFH Y 0 Y B U Y Y N - -
FS 当前FS*16 0000FFFFH Y 0 Y B U Y Y N - -
GS 当前GS*16 0000FFFFH Y 0 Y B U Y Y N - -


在分段管理机制一文中已介绍过,每个段寄存器都配有段描述符高速缓冲寄存器,这些高速缓冲寄存器在实方式下仍发挥作用,只是内容上与保护模式下有所不同。如上表所示,其中“Y”表示“是”; “N”表示“否”;“B”表示字节;“U”表示向上扩展,“W”表示以字方式操作堆栈。段基地址仍是 32位,其值是相应段寄存器值(段值)乘以16,在把段值装载到段寄存器时刷新。由于其值是16位段值乘上16,所以在实模式下基地址实际上有效位只有20位。每个段的32位段界限都固定为0FFFFH,段属性的许多位也是固定的。所谓固定是指在实方式下不可设置这些属性值,只能继续沿用保护方式下所设置的值。因此,在准备结束保护模式回到实模式之前,要通过加载一个合适的描述符选择子到有关段寄存器,以使得对应段描述符高速缓冲寄存器中含有合适的段界限和属性。本实例GDT中的描述符Normal就是这样一个描述符,在返回实模式之前把对应选择子Normal_Sel加载到DS和ES就是此目的。由于SS段描述符中的内容已符合实模式的需要,所以尽管也改变了SS,但不需要重新加载SS(本实例中重新加载了SS,这除了稍增加运行时间外,并没有什么坏处)。16位代码段描述符中的内容也符合实模式的需要,所以在通过16位代码段返回实模式时,CS段描述符中的内容也符合实模式的要求。需要注意的是,不能从32位代码段返回实模式,这是因为无法实现从32位代码段返回时CS高速缓冲寄存器中的属性符合实模式的要求(实模式不能改变段属性)。顺便说以下,实例一中的描述符都是符合实模式要求的。段描述符高速缓冲寄存器中含有合适的段界限

4.关于32位代码段程序设计的说明

在32位代码段中,缺省的操作数大小是32位,缺省的存储单元地址大小是32位。由于串操作指令使用的指针寄存器是ESI和EDI,LOOP指令使用的计数器是ECX,所以,在代码段CSEG2中,为了使用串操作指令,对ESI和EDI等寄存器赋初值。请比较代码段CSEG3中的相关片段和实例一中的相关片段,它们是16位代码段。

;名称:386SCD.INC
;功能:符号常量等的定义
;—————————————————————————-
;IFNDEF         __386SCD_INC
;__386SCD_INC   EQU     1
;—————————————————————————-
.386P
;—————————————————————————-
;打开A20地址线
;—————————————————————————-
EnableA20       MACRO
                push    ax
                in      al,92h
                or      al,00000010b
                out     92h,al
                pop     ax
                ENDM
;—————————————————————————-
;关闭A20地址线
;—————————————————————————-
DisableA20      MACRO
                push    ax
                in      al,92h
                and     al,11111101b
                out     92h,al
                pop     ax
                ENDM
;—————————————————————————-
;16位偏移的段间直接转移指令的宏定义(在16位代码段中使用)
;—————————————————————————-
JUMP16          MACRO   Selector,Offset
                DB      0eah     ;操作码
                DW      Offset   ;16位偏移量
                DW      Selector ;段值或段选择子
                ENDM
;—————————————————————————-
;32位偏移的段间直接转移指令的宏定义(在32位代码段中使用)
;—————————————————————————-
COMMENT <JUMP32>
JUMP32          MACRO   Selector,Offset
                DB      0eah     ;操作码
                DD      OFFSET
                DW      Selector ;段值或段选择子
                ENDM
<JUMP32>
;————————————————-
JUMP32          MACRO   Selector,Offset
                DB      0eah     ;操作码
                DW      OFFSET
                DW      0
                DW      Selector ;段值或段选择子
                ENDM
;—————————————————————————-
;16位偏移的段间调用指令的宏定义(在16位代码段中使用)
;—————————————————————————-
CALL16          MACRO   Selector,Offset
                DB      9ah      ;操作码
                DW      Offset   ;16位偏移量
                DW      Selector ;段值或段选择子
                ENDM
;—————————————————————————-
;32位偏移的段间调用指令的宏定义(在32位代码段中使用)
;—————————————————————————-
COMMENT <CALL32>
CALL32          MACRO   Selector,Offset
                DB      9ah      ;操作码
                DD      Offset
                DW      Selector ;段值或段选择子
                ENDM
<CALL32>
;————————————————-
CALL32          MACRO   Selector,Offset
                DB      9ah      ;操作码
                DW      Offset
                DW      0
                DW      Selector ;段值或段选择子
                ENDM
;—————————————————————————-
;存储段描述符结构类型定义
;—————————————————————————-
Desc            STRUC
LimitL          DW      0 ;段界限(BIT0-15)
BaseL           DW      0 ;段基地址(BIT0-15)
BaseM           DB      0 ;段基地址(BIT16-23)
Attributes      DB      0 ;段属性
LimitH          DB      0 ;段界限(BIT16-19)(含段属性的高4位)
BaseH           DB      0 ;段基地址(BIT24-31)
Desc            ENDS
;—————————————————————————-
;门描述符结构类型定义
;—————————————————————————-
Gate            STRUC
OffsetL         DW      0 ;32位偏移的低16位
Selector        DW      0 ;选择子
DCount          DB      0 ;双字计数
GType           DB      0 ;类型
OffsetH         DW      0 ;32位偏移的高16位
Gate            ENDS
;—————————————————————————-
;伪描述符结构类型定义(用于装入全局或中断描述符表寄存器)
;—————————————————————————-
PDesc           STRUC
Limit           DW      0 ;16位界限
Base            DD      0 ;32位基地址
PDesc           ENDS
;—————————————————————————-
;任务状态段结构类型定义
;—————————————————————————-
TSS             STRUC
TRLink          DW      0      ;链接字段
                DW      0      ;不使用,置为0
TRESP0          DD      0      ;0级堆栈指针
TRSS0           DW      0      ;0级堆栈段寄存器
                DW      0      ;不使用,置为0
TRESP1          DD      0      ;1级堆栈指针
TRSS1           DW      0      ;1级堆栈段寄存器
                DW      0      ;不使用,置为0
TRESP2          DD      0      ;2级堆栈指针
TRSS2           DW      0      ;2级堆栈段寄存器
                DW      0      ;不使用,置为0
TRCR3           DD      0      ;CR3
TREIP           DD      0      ;EIP
TREFlag         DD      0      ;EFLAGS
TREAX           DD      0      ;EAX
TRECX           DD      0      ;ECX
TREDX           DD      0      ;EDX
TREBX           DD      0      ;EBX
TRESP           DD      0      ;ESP
TREBP           DD      0      ;EBP
TRESI           DD      0      ;ESI
TREDI           DD      0      ;EDI
TRES            DW      0      ;ES
                DW      0      ;不使用,置为0
TRCS            DW      0      ;CS
                DW      0      ;不使用,置为0
TRSS            DW      0      ;SS
                DW      0      ;不使用,置为0
TRDS            DW      0      ;DS
                DW      0      ;不使用,置为0
TRFS            DW      0      ;FS
                DW      0      ;不使用,置为0
TRGS            DW      0      ;GS
                DW      0      ;不使用,置为0
TRLDTR          DW      0      ;LDTR
                DW      0      ;不使用,置为0
TRTrip          DW      0      ;调试陷阱标志(只用位0)
TRIOMap         DW      $+2    ;指向I/O许可位图区的段内偏移
TSS             ENDS
;—————————————————————————-
;存储段描述符类型值说明
;—————————————————————————-
ATDR            EQU     90h ;存在的只读数据段类型值
ATDW            EQU     92h ;存在的可读写数据段属性值
ATDWA           EQU     93h ;存在的已访问可读写数据段类型值
ATCE            EQU     98h ;存在的只执行代码段属性值
ATCER           EQU     9ah ;存在的可执行可读代码段属性值
ATCCO           EQU     9ch ;存在的只执行一致代码段属性值
ATCCOR          EQU     9eh ;存在的可执行可读一致代码段属性值
;—————————————————————————-
;系统段描述符类型值说明
;—————————————————————————-
ATLDT           EQU     82h ;局部描述符表段类型值
ATTaskGate      EQU     85h ;任务门类型值
AT386TSS        EQU     89h ;可用386任务状态段类型值
AT386CGate      EQU     8ch ;386调用门类型值
AT386IGate      EQU     8eh ;386中断门类型值
AT386TGate      EQU     8fh ;386陷阱门类型值
;—————————————————————————-
;DPL值说明
;—————————————————————————-
DPL0            EQU     00h ;DPL=0
DPL1            EQU     20h ;DPL=1
DPL2            EQU     40h ;DPL=2
DPL3            EQU     60h ;DPL=3
;—————————————————————————-
;RPL值说明
;—————————————————————————-
RPL0            EQU     00h ;RPL=0
RPL1            EQU     01h ;RPL=1
RPL2            EQU     02h ;RPL=2
RPL3            EQU     03h ;RPL=3
;—————————————————————————-
;IOPL值说明
;—————————————————————————-
IOPL0           EQU     0000h ;IOPL=0
IOPL1           EQU     1000h ;IOPL=1
IOPL2           EQU     2000h ;IOPL=2
IOPL3           EQU     3000h ;IOPL=3
;—————————————————————————-
;其它常量值说明
;—————————————————————————-
D32             EQU     40h       ;32位代码段标志
GL              EQU     80h       ;段界限以4K为单位标志
TIL             EQU     04h       ;TI=1(局部描述符表标志)
VMFL            EQU     00020000h ;VMF=1
VMFLW           EQU     0002h
IFL             EQU     00000200h ;IF=1
RFL             EQU     00010000h ;RF=1(重启动标志,为1表示忽略调试故障)
RFLW            EQU     0001h
NTL             EQU     00004000h ;NT=1
;—————————————————————————-
;分页机制使用的常量说明
;—————————————————————————-
PL              EQU     1     ;页存在属性位
RWR             EQU     0     ;R/W属性位值,读/执行
RWW             EQU     2     ;R/W属性位值,读/写/执行
USS             EQU     0     ;U/S属性位值,系统级
USU             EQU     4     ;U/S属性位值,用户级
;—————————————————————————-
;ENDIF

2.实例源程序
实例一的源程序如下所示:
;名称:ASM1.ASM
;功能:演示实方式和保护方式切换(切换到16位代码段)
;—————————————————————————-
INCLUDE         386SCD.INC
;—————————————————————————-
;字符显示宏指令的定义
;—————————————————————————-
EchoCh          MACRO   ascii
                mov     ah,2
                mov     dl,ascii
                int     21h
                ENDM
;—————————————————————————-
DSEG            SEGMENT USE16                 ;16位数据段
;—————————————————————————-
GDT             LABEL   BYTE                  ;全局描述符表
DUMMY           Desc    <>                    ;空描述符
Code            Desc    <0ffffh,,,ATCE,,>     ;代码段描述符
DataS           Desc    <0ffffh,0,11h,ATDW,,> ;源数据段描述符
DataD           Desc    <0ffffh,,,ATDW,,>     ;目标数据段描述符
;—————————————————————————-
GDTLen          =       $-GDT                 ;全局描述符表长度
VGDTR           PDesc   <GDTLen-1,>           ;伪描述符
;—————————————————————————-
Code_Sel        =       Code-GDT              ;代码段选择子
DataS_Sel       =       Datas-GDT             ;源数据段选择子
DataD_Sel       =       DataD-GDT             ;目标数据段选择子
;—————————————————————————-
BufLen          =       256                   ;缓冲区字节长度
Buffer          DB      BufLen DUP(0)         ;缓冲区
;—————————————————————————-
DSEG            ENDS                          ;数据段定义结束
;—————————————————————————-
CSEG            SEGMENT USE16                 ;16位代码段
                ASSUME  CS:CSEG,DS:DSEG
;—————————————————————————-
Start           PROC
                mov     ax,DSEG
                mov     ds,ax
                ;准备要加载到GDTR的伪描述符
                mov     bx,16
                mul     bx
                add     ax,OFFSET GDT          ;计算并设置基地址
                adc     dx,0                   ;界限已在定义时设置好
                mov     WORD PTR VGDTR.Base,ax
                mov     WORD PTR VGDTR.Base+2,dx
                ;设置代码段描述符
                mov     ax,cs
                mul     bx
                mov     WORD PTR Code.BaseL,ax ;代码段开始偏移为0
                mov     BYTE PTR Code.BaseM,dl ;代码段界限已在定义时设置好
                mov     BYTE PTR Code.BaseH,dh
                ;设置目标数据段描述符
                mov     ax,ds
                mul     bx                     ;计算并设置目标数据段基址
                add     ax,OFFSET Buffer
                adc     dx,0
                mov     WORD PTR DataD.BaseL,ax
                mov     BYTE PTR DataD.BaseM,dl
                mov     BYTE PTR DataD.BaseH,dh
                ;加载GDTR
                lgdt    QWORD PTR VGDTR
                cli                            ;关中断
                EnableA20                      ;打开地址线A20
                ;切换到保护方式
                mov     eax,cr0
                or      eax,1
                mov     cr0,eax
                ;清指令预取队列,并真正进入保护方式
                JUMP16  Code_Sel,<OFFSET Virtual>
Virtual:        ;现在开始在保护方式下运行
                mov     ax,DataS_Sel
                mov     ds,ax                  ;加载源数据段描述符
                mov     ax,DataD_Sel
                mov     es,ax                  ;加载目标数据段描述符
                cld
                xor     si,si
                xor     di,di                  ;设置指针初值
                mov     cx,BufLen/4            ;设置4字节为单位的缓冲区长度
                repz    movsd                  ;传送
                ;切换回实模式
                mov     eax,cr0
                and     al,11111110b
                mov     cr0,eax
                ;清指令预取队列,进入实方式
                JUMP16  <SEG Real>,<OFFSET Real>
Real:           ;现在又回到实方式
                DisableA20
                sti
                mov     ax,DSEG
                mov     ds,ax
                mov     si,OFFSET Buffer
                cld
                mov     bp,BufLen/16
NextLine:       mov     cx,16
NextCh:         lodsb
                push    ax
                shr     al,1
                call    ToASCII
                EchoCh  al
                pop     ax
                call    ToASCII
                EchoCh  al
                EchoCh  ‘ ‘
                loop    NextCh
                EchoCh  0dh
                EchoCh  0ah
                dec     bp
                jnz     NextLine
                mov     ax,4c00h
                int     21h
Start           ENDP
;—————————————————————————-
ToASCII         PROC
                and     al,0fh
                add     al,90h
                daa
                adc     al,40h
                daa
                ret
ToASCII         ENDP
;—————————————————————————-
CSEG            ENDS                           ;代码段定义结束
;—————————————————————————-
                END     Start

3.关于实例步骤的注释
在源程序的开头首先包含了文件“386SCD.INC”,在此包含文件中定义了保护模式程序设计要用到的一些结构、宏及常量。
下面对各实现步骤作些说明。
(1)切换到保护方式的准备工作
在从实模式切换到保护模式之前,必须作必要的准备。准备工作的内容根据实际而定。最起码的准备工作是建立合适的全局描述符表,
并使用GDTR指向该GDT。因为在切换到保护方式时,至少要把代码段的选择子装载到CS,所以GDT中至少含有代码段的描述符。
从本实例源程序可见,全局描述符表GDT仅有四个描述符:
第一个是空描述符;
第二个是代码段描述符;
第三个为源数据段;
第四个为目标数据段描述符。

本实例各描述符中的段界限是在定义时设置的,并且除伪描述符VGDTR中的界限按GDT的实际长度设置外,
各使用的存储段描述符的界限都规定为0FFFFH。另外,描述符中的段属性也根据所描述段的类型被预置,
各属性的定义在包含文件386SCD.INC中均有说明。从属性值可知,这三个段都是16位段。
由于在切换到保护方式后就要引用GDT,所以在切换到保护方式前必须装载GDTR。实例中使用如下指令装载GDTR:
    LGDT  QWORD PTR VGDTR
该指令的功能是把存储器中的伪描述符VGDTR装入到全局描述符表寄存器GDTR中。伪描述符VGDTR的结构如前所述结构类型PDESC所示,
低字是以字节位单位的全局描述符表段的界限,高双字为描述符表段的线性基地址(本实例不启用分页机制,
所以线性地址等同于物理地址)。本实例中未涉及到局部描述符表及中断描述符表,后面的文章将作详细说明。
(2)由实模式切换到保护模式
在做好准备后,从实模式切换到保护模式并不难。原则上只要把控制寄存器CR0中的PE位置1即可。本实例采用如下三条指令设置PE位:
    mov     eax,cr0
    or      eax,1
    mov     cr0,eax
实际情况要比这复杂些。执行上面的三条指令后,处理器转入保护模式,但CS中的内容还是实模式下代码段的段值,
而不是保护模式下代码段的选择子,所以在取指令之前得把代码段的选择子装入CS。为此,紧接着这三条指令,
安排一条如下所示的段间转移指令:
    JUMP16  Code_Sel,<OFFSET Virtual>
这条段间转移指令在实模式下被预取并在保护方式下被执行。利用这条段间转移指令可把保护模式下代码段的选择子装入CS,
同时也刷新指令预取队列。从此真正进入保护模式。
(3)由保护模式切换到实模式
在80386上,从保护模式切换到实模式的过程类似于从实模式切换到保护模式。原则上只要把控制寄存器CR0中的PE位清0即可。
实际上,在此之后也要安排一条段间转移指令,一方面清指令预取队列,另一方面把实模式下代码段的段值送CS。
这条段间转移指令在保护方式下被预取并在实模式下被执行。
(4)保护模式下的数据传送
首先,把源数据段和目标数据段的选择子装入DS和ES寄存器,这两个描述符已在实模式下设置好,
把选择子装入段寄存器就意味着把包括基地址在内的段信息装入到了段描述符高速缓冲寄存器。
然后设置指针寄存器SI和DI的初值,也设置计数器CX的初值。根据预置的段属性,在保护方式下,代码段也仅是16位段,
串操作指令只使用16位的SI、DI和CX等寄存器。最后利用串操作指令实施传送。
(5)显示缓冲区中的内容
由于缓冲区在常规内存中,所以在实模式下根据要求按十六进制显示其内容是很容易理解的,这里就不再多说。

4.内存映象

在源程序中没有把GDT作为一个单独的段对待,但在进入保护方式后,它是一个独立的段。从对代码段和源数据段描述符所赋的基地址和段界限值可见,代码段和数据段有部分覆盖。尽管这样做不利于代码和数据的安全,但如果需要,这样做是可行的。本实例运行时的内存映象如下图所示。


5.特别说明

作为第一个实模式和保护模式切换的例子,本实例作了大量的简化处理。
通常,由实模式切换到保护模式的准备工作还应包含建立中断描述符表。但本实例没有建立中断描述符表。为此,要求整个过程在关中断的情况下进行;要求不使用软中断指令;假设不发生任何异常。否则会导致系统崩溃。
本实例未使用局部描述符表,所以在进入保护模式后没有设置局部描述符表寄存器LDTR。为此,在保护模式下使用的段选择子都指定GDT中的描述符。
本实例未定义保护模式下的堆栈段,GDT中没有堆栈段描述符,在保护模式下没有设置SS,所以在保护方式下没有涉及堆栈操作的指令。
本实例各描述符特权级DPL和各选择子的请求特权级RPL均为0,在保护方式下运行时的当前特权级CPL也是0。
本实例没有采用分页管理机制,也即CR0中的PG位为0,线性地址就是存储单元的物理地址。