如何确定 x86-64 中的页表和 EPT 是否允许指令提取？

编程问答 2022-04-22

问题描述

Format of a Page-Table Entry that Maps a 4-KByte Page Bit

Format of an EPT Page-Table Entry that Maps a 4-KByte Page Bit

看来 EPT.bit2 和 EPT.bit10 是用来判断是否取指令的 在主管模式\用户模式下允许与否。

但是我怎么知道 IPA 是管理模式线性地址还是用户模式线性地址？ U/S 中的 page table 位？

如果我的理解是正确的，那就意味着我们必须结合page table和EPT来判断是否允许取指令，对吗？

在Intel Manual Volume 3C,Chapter 27,2.3.2 EPT Violations中，手册描述了几种不允许提取的情况。我只关心 VM-execution control = 1 时的情况。

  • 访问是指令提取，EPT 分页结构阻止对任何正在提取的字节执行访问。这是否发生取决于“EPT基于模式的执行控制”VM-execution control的设置：

    • 如果控制为 0，并且在用于转换字节的来宾物理地址的任何 EPT 分页结构条目中清除了第 2 位（执行访问），则会阻止从字节中提取指令。
    • 如果 control is 1，则在以下任一情况下会阻止从字节中获取指令：

      • 分页映射 linear address of the byte as a supervisor-mode address 和 bit 2(EPT.bit2)（管理模式线性地址的执行访问）在用于转换访客物理地址的任何 EPT 分页结构条目中都很清楚字节。

        如果 linear address as a supervisor-mode address（位 2）在控制线性地址转换的至少一个分页结构条目中为 0，分页映射 U/S flag(of page table)。

      • 分页映射 linear address of the byte as a user-mode address 和 bit 10 (EPT.bit10)（用户模式线性地址的执行访问）在用于转换访客物理地址的任何 EPT 分页结构条目中都很清楚字节。

        如果控制线性地址转换的所有分页结构条目中的 linear address as a user-mode address 为 1，则分页映射 U/S flag(of page table)。如果禁用分页（CR0.PG = 0），则每个线性地址都是用户模式地址。

如何判断此处的地址是 supervisor-mode address 还是 user-mode address？通过地址的高位（0xffff...是管理模式地址，0x0000...是用户模式地址）？

对于Page-Table Entry、EPT-entry和EPT Violations，我们可以这样说吗：

  1. 如果 page table 的 U/S = 0 在 all levels 中，则 EPT.bit2 = 1 在 all levels 中，则允许提取。
  2. 如果 page table 在 U/S = 1 中的 all levels，则 EPT.bit10 = 1 在 all levels 中， 允许提取。
  3. 其他情况下不允许

解决方法

使用为管理模式设置高位的地址是一种惯例，但它不会影响地址转换或保护的完成方式。 CPL（CS 寄存器的位 1:0）控制访问是管理员模式还是用户模式。 如果 CPL

如果“EPT基于模式的执行控制”为1：

  1. 如果在所有页表级别中禁用分页或 U/S = 1，并且在所有 EPT 级别中 EPT 位 10 = 1，则允许获取。
  2. 如果 CPL

如果“EPT基于模式的执行控制”为0：

  1. 如果在所有页表级别中禁用分页或 CPL

此外，如果 CR4.PAE 为 1，则所有页表级别的第 63 位（XD）必须为 0。

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