完善系统内存安全部分.

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Chapter8_SOC_与_Linux/8.11_内核内存管理.md

@@ -19,22 +19,56 @@ Intel 引入段寄存器的另一个好处是能够将内粗数据段、代码
 
 ![逻辑地址转换](./imgs/8.11_内核内存管理/001.drawio.png)
 
-## 分页机制
+## 系统内存安全
 
-Intel 分页机制的实现，采用了页目录、页表和页的机制，同时将线性地址拆分成不同的区域，用于实现页目录、页表、页的寻址。Intel 4k 页分页机制如下：
+### 分段管理的内存安全
 
-![分页机制](./imgs/8.11_内核内存管理/002.png)
+* DPL（Descriptor Privilege Level）：段描述符的 DPL 域。
+* CPL（Currnet Privilege Level）：CS 或 SS 寄存器的 Bit0 和 Bit1 位。
+* RPL（Request Privilege Level）：段选择子的 Bit0 和 Bit1。
 
-页可以在真实物理内存中，也可以被换出到外部存储器中。如果程序需要访问该页，则被标记为“脏”，从而引起操作系统内核将改页唤入到物理内存中。
+段选择子只是一个带有固定结构的数据，它被加载到对应的段寄存器之后才有实际意义。
 
+![Code-Segment Descriptor](./imgs/8.11_内核内存管理/002.png)
 
-
-Intel x86/64 体系结构下，对应的 CPU 寄存器、段选择子、GDT、LDT、IDT、PDT 和 PT 中包含了许多长度、类型、权限等数据项，这些项目由内核设置。当需要访问特定资源时，操作系统和内核密切配合，决定了访问能否继续下去。如果访问权限不正确，或其他检查出错，则该访问将被拒绝。这样就保证了内核的安全，也保证了进程间内存的相互独立。这部分的具体内容可参考《x86 x64体系探索及编程》（邓志）或 《Intel 64 and IA32 Architectures Software Developer’s Manual 3》中的 Paging 部分及 Protection 部分。也就是说，内存的安全访问，由分段机制和分页机制组成。另外，系统的运行级别、指令的特权级别，也是硬件实现系统安全和保护的重要组成机制。
+段选择子指定了将要使用 GDT 或 LDT 表中的那一项，段寄存器指定了正在使用的表项。而 GDTR 和 LDTR 指定了当前所用 GDT 和 LDT 所在内存的起始位置。
 
 ![Code-Segment Descriptor](./imgs/8.11_内核内存管理/003.png)
 
-## 系统内存安全
+段寄存器和段描述符组合形成了线性地址。
 
+![Code-Segment Descriptor](./imgs/8.11_内核内存管理/004.png)
+
+***注：x86/64 系列处理器进入保护模式时必须开启段式管理机制；进入长模式时必须开启分页机制。***
+
+程序运行时，必然有需要修改段寄存器的需求，此时需要将载段选择子加载到段寄存器，而段选择子的 RPL 代表了请求的操作级别。Intel 有 4 个操作级别（运行级别/安全级别），数字越大，运行级别越低：
+
+![Code-Segment Descriptor](./imgs/8.11_内核内存管理/005.png)
+
+处理器加载段选择子到段寄存器之前，会检查 CPL、RPL 以及 DPL 的权限，只有当 DPL 同时大于或等于 CPL 和 RPL 时，才允许将段选择子加载进段寄存器。否则将产生通用保护异常。
+
+***注：与内存类似的，Intel 架构下还有一组为中断和任务准备的数据结构，用于保证中断和任务安全。***
+
+段描述符不仅包含了该段允许的访问级别，也包含了段长度等信息，从而避免越界访问高权限内存的可能，这些机制共同起到了内存保护的作用。
+
+通过段保护机制，可以将内核代码段与用户代码段分割开来。用户代码只有经过特殊的门调用，并进行足够的安全检查后，才能够提升权限，进入内核空间。
+
+### 分页管理的内存安全
+
+Intel 分页机制的实现，采用了页目录、页表和页的机制，同时将线性地址拆分成不同的区域，用于实现页目录、页表、页的寻址。Intel 4k 页分页机制如下：
+
+![分页机制](./imgs/8.11_内核内存管理/006.png)
+
+页可以在真实物理内存中，也可以被换出到外部存储器中。如果程序需要访问该页，则被标记为“脏”，从而引起操作系统内核将改页唤入到物理内存中。
+
+x86/64 分页机制实现了内存的以下权限的管理：
+
+* 只读权限
+* 读写权限
+
+该权限由页目录和页表的 RW 域决定：
+
+![Code-Segment Descriptor](./imgs/8.11_内核内存管理/007.png)
 
 ## Linux 内存空间的划分
 
@@ -46,7 +80,7 @@ Intel x86/64 体系结构下，对应的 CPU 寄存器、段选择子、GDT、LD
 
 换句话说就是， 最高 1G 的内核空间是被所有进程共享的！
 
-![Linux 虚拟内存空间划分](./imgs/8.11_内核内存管理/004.drawio.png)
+![Linux 虚拟内存空间划分](./imgs/8.11_内核内存管理/008.drawio.png)
 
 用户进程通常情况下只能访问用户空间的虚拟地址，不能访问内核空间虚拟地址。用户进程只有通过系统调用（代表用户进程在内核态执行）等方式才可以访问到内核空间。
 
@@ -60,7 +94,7 @@ Linux 中 1GB 的内核地址空间又被划分为：
 * 固定内存映射区
 * 系统保留映射区
 
-![Linux 内核内存映射](./imgs/8.11_内核内存管理/005.drawio.png)
+![Linux 内核内存映射](./imgs/8.11_内核内存管理/009.drawio.png)
 
 ### 直接映射区与高端内存