[Assembly] CPU의 정보를 저장해둔 정보로 바꿔치기 하기(문맥 교환)

문맥교환(컨텍스트 스위칭)을 연습해 보았다.

main.c

#include <stdio.h> typedef struct _context {   int  efl;   int  eip;   int  edi;   int  esi;   int  ebp;   int  esp;   int  ebx;   int  edx;   int  ecx;   int  eax; } CONTEXT; void STST( CONTEXT *stpReg );  // CPU의 정보를 메모리에 저장 void LDST( CONTEXT *stpReg );  // 메모리에 저장된 CPU 정보를 재등록 void PrintRegister( CONTEXT *stpReg ); int main() {   CONTEXT  stReg =  { 0, };   PrintRegister( &stReg );   STST( &stReg );   PrintRegister( &stReg );   getchar();   LDST( &stReg );   printf( "Kernel Panic\n" );   return 0; } void PrintRegister( CONTEXT *stpReg ) {   printf( "┌──────RegisterStatus──────┐\n" );   printf( "│EAX : 0x%08X\t", stpReg->eax );   printf( "ECX : 0x%08X│\n", stpReg->ecx );   printf( "│EDX : 0x%08X\t", stpReg->edx );   printf( "EBX : 0x%08X│\n", stpReg->ebx );   printf( "│ESP : 0x%08X\t", stpReg->esp );   printf( "EBP : 0x%08X│\n", stpReg->ebp );   printf( "│ESI : 0x%08X\t", stpReg->esi );   printf( "EDI : 0x%08X│\n", stpReg->edi );   printf( "│EIP : 0x%08X\t", stpReg->eip );   printf( "EFL : 0x%08X│\n", stpReg->efl );   printf( "└───────────────────┘\n\n" ); }

monitor.asm

.386

.MODEL FLAT

PUBLIC _STST ; Store Status

PUBLIC _LDST ; Load Status

.CODE

_STST PROC NEAR32

PUSH EBP

MOV EBP, ESP

PUSHFD

AND DWORD PTR [EBP-4], 0FFFFFEFFh

MOV ESP, [EBP+8]

ADD ESP, 40

PUSHAD

ADD ESP, 16

;Old EBP, RA, 인자, Main과의 경계

MOV EAX, EBP

ADD EAX, 8

PUSH EAX ; 메인 ESP

PUSH [EBP] ; Old EBP

SUB ESP, 8

PUSH [EBP+4] ; EIP(Return Address)

PUSH [EBP-4] ; EFL

MOV ESP, EBP

POP EBP

RET

_STST ENDP

_LDST PROC NEAR32

MOV ESP, [ESP+4] ; ESP = &Context

POPFD ; EFL = Context.EFL

; 플래그 레지스터에 값을 넣음

POP EAX ; EAX = Context.EIP

; 예전 EIP를 EAX 저장

MOV EBX, ESP ; EBX = Current ESP

; 현재 ESP 백업

MOV ESP, [ESP+12] ; ESP = Old ESP

; 과거 ESP로 점프

PUSH EAX ; Save Old EIP

; 과거 ESP에 EAX를 푸쉬하여 RA덮어씀

MOV ESP, EBX ; ESP = Current ESP

; 백업해둔 ESP를 다시 복원

POPAD ; ESP를 제외한 모든 값을 복원

MOV ESP, [ESP-20] ; Old ESP값을 복원

SUB ESP, 4 ; ESP를 RA위로 올려주어야 한다(RET이 POP하기때문)

RET

_LDST ENDP

END

결과

실행 순서
1	CPU 정보 구조체 선언 및 초기화
2	구조체 내용 출력
3	구조체에 CPU 정보 저장
4	구조체 내용 출력
5	구조체에 저장된 정보를 CPU 레지스터에 넣음 (STST의 RA가 가르키는 곳, 즉 4로 되돌아감)
6 (실행되지 않음)	Kernel Panic 출력

 실제로는 STST가 수행된 직후 상황을 강제로 재구현하는 방식이다. 원래라면 LDST를 실행한 후 printf를 실행하여 Kernel Panic이 출력되며 종료되어야 하나, LDST로 CPU정보를 STST에서 저장한 값으로 바꾸어버렸기 때문에 무한루프를 돌게 된다.

 pushad로 넣은 값을 읽어들일 때 popad를 쓸 수 있는데, popad는 ESP의 값을 쌩깐다는 점에 유의한다.(ESP의 위치는 이동하지만 값은 유지되어있다) POP은 ESP에서 이루어지는데 ESP가 도중에 변경되면 지장을 줄 수 있다는 문제때문인 듯 하다.

 끝에 SUB ESP, 4를 해주는 이유는 RA의 위로 이동하여야 제대로 RET명령이 POP한 주소로 이동되는 방식으로 수행되기 때문이다.