Řídicí registr - Control register

„CR0“ přeadresuje tady. Oblast PSČ Croydon viz Oblast PSČ ČR.

A kontrolní registr je registr procesoru který mění nebo řídí obecné chování a procesor nebo jiné digitální zařízení. Mezi běžné úkoly prováděné řídicími registry patří přerušit ovládání, přepínání režim adresování, stránkování ovládání a koprocesor řízení.

Řídit registry v x86 série

CR0

Registr CR0 je dlouhý 32 bitů na 386 a vyšší procesory. Na x64 procesory v dlouhý režim, je (a další řídicí registry) dlouhý 64 bitů. CR0 má různé řídicí příznaky, které mění základní provoz procesoru.

BitnázevCelé jménoPopis
0PEProtected Mode EnablePokud 1, systém je v chráněný režim, jinak je systém v skutečný režim
1MPSledujte koprocesorŘídí interakci instrukcí WAIT / FWAIT s příznakem TS v CR0
2EMEmulacePokud je nastaveno, není x87 jednotka s plovoucí desetinnou čárkou přítomný, pokud je jasný, přítomný x87 FPU
3TSÚkol přepnutUmožňuje uložit kontext úlohy x87 po přepnutí úlohy pouze po použití instrukce x87
4ETTyp rozšířeníNa 386 to umožnilo určit, zda je externí matematický koprocesor 80287 nebo 80387
5NENumerická chybaPovolit interní x87 hlášení chyb s plovoucí desetinnou čárkou, pokud je nastaveno, jinak umožňuje detekci chyb ve stylu PC x87
16WPOchrana proti zápisuKdyž je nastaveno, CPU nemůže zapisovat na stránky jen pro čtení, když je úroveň oprávnění 0
18DOPOLEDNEZarovnávací maskaKontrola zarovnání povolena, pokud je nastaveno AM, příznak AC (v EFLAGS registr) nastavena a úroveň oprávnění je 3
29NWNe-odepsatGlobálně povolí / zakáže zápis do mezipaměti
30CDMezipaměti deaktivovatGlobálně povolí / zakáže mezipaměť paměti
31PGStránkováníPokud 1, povolte stránkování a použijte § CR3 zaregistrujte se, jinak vypněte stránkování.

CR1

Rezervováno, CPU hodí #UD při pokusu o přístup k výjimce.

CR2

Obsahuje hodnotu nazvanou Page Fault Linear Address (PFLA). Když dojde k chybě stránky, adresa, ke které se program pokusil získat přístup, je uložena v registru CR2.

CR3

Typické použití CR3 při překladu adres s 4KiB stránky

Používá se, když virtuální adresování je povoleno, tedy když je bit PG nastaven v CR0. CR3 umožňuje procesoru převést lineární adresy na fyzické adresy vyhledáním adresáře stránky a tabulky stránek pro aktuální úkol. Horní 20 bitů CR3 se obvykle stává základní adresář stránek (PDBR), který ukládá fyzickou adresu položky adresáře první stránky. Pokud je PCIDE bit dovnitř CR4 je nastaveno, nejnižší 12 bitů se použije pro identifikátor kontextu procesu (PCID).[1]

CR4

Používá se v chráněném režimu k řízení operací, jako je podpora virtuálních 8086, povolení I / O zarážek, rozšíření velikosti stránky a výjimky kontroly stroje.

BitnázevCelé jménoPopis
0VMEVirtuální rozšíření režimu 8086Pokud je nastaveno, povoluje podporu pro příznak virtuálního přerušení (VIF) v režimu virtual-8086.
1PVIVirtuální přerušení v chráněném režimuPokud je nastaveno, povoluje podporu pro příznak virtuálního přerušení (VIF) v chráněném režimu.
2TSDČasové razítko ZakázatPokud je nastaveno, RDTSC instrukci lze provést, pouze když jste v prsten 0, jinak lze RDTSC použít na jakékoli úrovni oprávnění.
3DELadění RozšířeníPokud je nastaveno, povolí se ladění registrů založené na přerušení I / O přístup do prostoru.
4PSERozšíření velikosti stránkyPokud není nastaveno, velikost stránky je 4 KiB, jinak se velikost stránky zvýší na 4 MiB

Pokud je povolena PAE nebo procesor je v x86-64 dlouhý režim tento bit je ignorován.[2]

5PAERozšíření fyzické adresyPokud je nastaveno, změní rozložení tabulky stránek a převede 32bitové virtuální adresy na rozšířené 36bitové fyzické adresy.
6MCEVýjimka kontroly strojePokud je nastaveno, povoluje, aby došlo k přerušení kontroly stroje.
7PGEGlobální stránka povolenaPokud je nastaven, překlady adres (záznamy PDE nebo PTE) mohou být sdíleny mezi adresními prostory.
8PCEPovolení čítače monitorování výkonuPokud je nastaveno, RDPMC lze spustit na libovolné úrovni oprávnění, jinak lze RDPMC použít pouze v kruhu 0.
9OSFXSRPodpora operačního systému pro pokyny FXSAVE a FXRSTORPokud je nastaveno, povolí Streamování rozšíření SIMD (SSE) pokyny a rychlé ukládání a obnovení FPU.
10OSXMMEXCPTPodpora operačního systému pro nezjištěné výjimky s pohyblivou řádovou čárkou SIMDPokud je nastaveno, povolí nemaskované výjimky SSE.
11UMIPPrevence instrukcí v uživatelském režimuPokud je nastaveno, nelze provést pokyny SGDT, SIDT, SLDT, SMSW a STR, pokud CPL> 0.[1]
12LA57(není uvedeno)Pokud je nastaveno, povolí 5úrovňové stránkování.[3]
13VMXEPovolit rozšíření virtuálního počítačevidět Intel VT-x x86 virtualizace.
14SMXEPovolit rozšíření bezpečnějšího režimuvidět Trusted Execution Technology (TXT)
16FSGSBASEPovoluje pokyny RDFSBASE, RDGSBASE, WRFSBASE a WRGSBASE.
17PCIDEPCID povolenoPokud je nastaveno, povoluje identifikátory kontextu procesu (PCID).
18OSXSAVEXSAVE a procesory Extended States Enable
20SMEP[4]Povolení ochrany prováděné v režimu správcePokud je nastaveno, spuštění kódu ve vyšší prsten generuje a chyba.
21SMAPPrevence přístupu v režimu správce UmožnitPokud je nastaven, přístup k datům ve vyšším kruhu generuje a chyba.[5]
22PKEOchranný klíč povolenViz příručka pro vývojáře softwaru Intel 64 a IA-32 Architectures.

CR5-7

Vyhrazeno, stejný případ jako CR1.

Další kontrolní registry v x86-64 série

EFER

Rozšířená funkce Povolit registr (EFER) je a registr specifický pro daný model přidáno v AMD K6 procesor, který umožňuje povolení SYSCALL / Instrukce SYSRET a později pro vstup a výstup dlouhý režim. Tento registr se stává architektonickým v AMD64 a byl přijat Intel jako IA32_EFER. Jeho číslo MSR je 0xC0000080.

BitÚčel
0SCE (rozšíření o systémová volání)
1DPE (AMD K6 only: Data Prefetch Enable)
2SEWBED (AMD K6 only: Speculative EWBE # Disable)
3GEWBED (pouze AMD K6: Global EWBE # Disable)
4L2D (pouze AMD K6: L2 Cache Disable)
5-7Vyhrazeno, číst jako nula
8LME (Long Mode Enable)
9Rezervováno
10LMA (Long Mode Active)
11NXE (No-Execute Umožnit)
12SVME (Zabezpečený virtuální stroj Umožnit)
13LMSLE (Long Mode Segment Limit Enable)
14FFXSR (Fast FXSAVE / FXRSTOR)
15TCE (Extension Cache Extension)
16–63Rezervováno

CR8

CR8 je nový registr přístupný v 64bitovém režimu pomocí předpony REX. CR8 se používá k upřednostnění externích zařízení přerušení a označuje se jako registr prioritních úkolů (TPR).[2]

The AMD64 architektura umožňuje softwaru definovat až 15 externích tříd priorit přerušení. Prioritní třídy jsou očíslovány od 1 do 15, přičemž prioritní třída 1 je nejnižší a prioritní třída 15 nejvyšší. CR8 používá čtyři bity nižšího řádu pro specifikaci a priorita úkolu a zbývajících 60 bitů je rezervováno a musí být zapsáno nulami.

Systémový software může použít registr TPR k dočasnému zablokování přerušení s nízkou prioritou v přerušení úlohy s vysokou prioritou. Toho je dosaženo načtením TPR s hodnotou odpovídající přerušení s nejvyšší prioritou, které má být blokováno. Například načítání TPR s hodnotou 9 (1001b) blokuje všechna přerušení s třídou priority 9 nebo méně, přičemž umožňuje rozpoznat všechna přerušení s třídou priority 10 nebo více. Načtení TPR s 0 umožňuje všechna externí přerušení. Načtení TPR s 15 (1111b) zakáže všechna externí přerušení.

Při resetu je TPR vymazáno na 0.

XCR0 a XSS

XCR0, neboli Extended Control Register 0, je řídicí registr, který se používá k přepínání ukládání nebo načítání registrů souvisejících se specifickými funkcemi CPU pomocí instrukcí XSAVE / XRSTOR. Používá se také u některých funkcí k povolení nebo zakázání schopnosti procesoru provádět příslušné pokyny. Lze k němu přistupovat pomocí privilegovaných pokynů XSETBV a neprivilegovaných pokynů XGETBV.[6]

BitÚčel
0X87 (x87 FPU / MMX State, note, must be '1')
1SSE (XSAVE feature set enable for MXCSR and XMM regs)
2AVX (povolení AVX a sadu funkcí XSAVE lze použít ke správě registrů YMM)
3BNDREG (pro reg. BND lze použít povolení MPX a sadu funkcí XSAVE)
4BNDCSR (povolení MPX a sadu funkcí XSAVE lze použít pro reg. BNDCFGU a BNDSTATUS)
5opmask (AVX-512 povolit a sadu funkcí XSAVE lze použít pro AVX opmask, AKA k-mask, regs)
6ZMM_hi256 (povolení AVX-512 a sadu funkcí XSAVE lze použít pro horní poloviny dolních ZMM regů)
7Hi16_ZMM (povolení AVX-512 a sadu funkcí XSAVE lze použít pro horní reg. ZMM)
8Rezervováno
9PKRU (sadu funkcí XSAVE lze použít pro registr PKRU, který je součástí ochranné klíče mechanismus.)
10Rezervováno (musí být „0“)
11Stav stavu technologie Control-flow Enforcement Technology (CET)
12Stav supervizora Control-flow Enforcement Technology (CET)
13XAAD (Auxilary asynchronous anomaly detection feature to enable enclave toaster[7] pro kryptografické rutiny.)
14–63Rezervováno (musí být „0“)

K dispozici je také IA32_XSS MSR, který je umístěn na adrese 0DA0h. IA32_XSS MSR řídí bity XCR0, které jsou považovány za stav „supervizora“ a měly by být pro běžné programy neviditelné. Funguje s privilegovanými pokyny XSAVES a XRSTORS přidáním stavu správce k datům, s nimiž pracují. Zjednodušeně řečeno, pokud byl stav X87 povolen v XCR0 a stav PT byl povolen v IA32_XSS, instrukce XSAVE by ukládala pouze stav X87, zatímco privilegovaný XSAVES by ukládal jak stavy X87, tak PT. Protože se jedná o MSR, lze k němu přistupovat pomocí pokynů RDMSR a WRMSR.

BitÚčel
0–7Rezervováno; musí být 0.
8PT (Umožňuje ukládání a načítání devíti sledovacích procesorů MSR.)
9–12Rezervováno; musí být 0.
13HDC (Umožňuje ukládání a načítání IA32_PM_CTL1 MSR.)
14–63Rezervováno; musí být 0.

Viz také

Reference

  1. ^ A b Intel Corporation (2016). "4.10.1 Identifikátory kontextu procesu (PCID)". Příručka pro vývojáře softwaru Intel 64 a IA-32 Architectures (PDF). Svazek 3A: Průvodce programováním systému, část 1.
  2. ^ A b „Příručka programátora architektury AMD64, díl 2: Programování systému“ (PDF). AMD. Září 2012. str. 127 a 130. Citováno 2017-08-04.
  3. ^ „5úrovňové stránkování a 5úrovňové EPT“ (PDF). Intel. Května 2017. str. 16. Citováno 2018-01-23.
  4. ^ Fischer, Stephen (21.09.2011). „Ochrana při provádění režimu správce“ (PDF). Konference o důvěryhodných počítačích NSA 2011. National Conference Services, Inc. Archivovány od originál (PDF) dne 3. 8. 2016. Citováno 2017-08-04.
  5. ^ Anvin, H. Peter (2012-09-21). „x86: Prevence přístupu v režimu správce“. LWN.net. Citováno 2017-08-04.
  6. ^ „Kapitola 13, Správa stavu pomocí sady funkcí Xsave“ (PDF). Intel (R) 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual, Volume 1: Basic Architecture. Intel Corporation (2019). Citováno 23. března 2019.
  7. ^ https://developer.apple.com/documentation/security/certificate_key_and_trust_services/keys/storing_keys_in_the_secure_enclave

externí odkazy