14-TSS切换实验

概述

前面讲述了TSS有两个功能，提权的时候切换栈，需要用到TSS，另外执行 call/jmp 访问TSS段的时候，可以切换一堆寄存器。本节主要进行一个实验，来模拟第二个功能。

实验思路

• 编写测试入口函数
• 构造TSS
• 设计TSS段描述符并安装

编写测试入口函数

CPU利用 TSS 切换一堆寄存器后，转而就去执行 eip 所指向的指令，为了能够让CPU执行自己的代码，我们需要编写一个测试函数，把这个函数的地址填写到 TSS 的 eip 域中去。

• 测试函数代码

DWORD g_esp;DWORD g_cs;__declspec(naked) func() {//0040FAD0    __asm {        mov g_esp, esp        mov eax, 0        mov ax, cs        mov g_cs, eax        iret // 这个地方需要注意，如果使用 call ，这里就填写 iret。    }}

该函数主要把 esp 和 cs 的值保存到了两个全局变量中。

构造TSS

说的简单点，就是给上节讲述的 TSS 结构体填充值。下面是本实验中填充的值，st 和 tss 都是全局变量。

char st[10] = {0}; // st 的地址是 0042b034TSS tss = {// tss的地址是 0x00427b40    0x00000000,//link    (DWORD)st,//esp0    0x00000010,//ss0    0x00000000,//esp1    0x00000000,//ss1    0x00000000,//esp2    0x00000000,//ss2    0x00000000,//cr3    0x0040fad0,//eip    0x00000000,//eflags    0x00000000,//eax    0x00000000,//ecx    0x00000000,//edx    0x00000000,//ebx    (DWORD)st,//esp    0x00000000,//ebp    0x00000000,//esi    0x00000000,//edi    0x00000023,//es      0x00000008,//cs      0x00000010,//ss    0x00000023,//ds    0x00000030,//fs    0x00000000,//gs    0x00000000,//ldt    0x20ac0000};

设计 TSS 段描述符并安装

在本实验中，tss 的地址是 0x00427b40，你可以通过在 VC6.0 中下断点来观察这个值，你的环境看到的地址与我的很可能是不同的，所以你需要根据你的情况调整描述符。
根据TSS段描述符规则，TSS段描述符设计如下：

0000e942`7b400068

在 WinDbg 中使用 eq 把它安装在 8003f048 这个位置。

eq 8003f048 0000e942`7b400068

图1 安装后的TSS段描述符

测试代码

现在，可以通过 call 指令执行一堆寄存器切换了。

• 测试代码

int main(int argc, char* argv[]){    printf("please input cr3:\n");    scanf("%x", &(tss.cr3)); // 在 WinDbg 中使用 !process 0 0来 查看    char buffer[6] = {0, 0, 0, 0, 0x48, 0};    __asm {        call fword ptr [buffer]    }    // 不出意外，这里打印的值分别是 00000008, 0042b034    printf("g_cs = %08x\ng_esp = %08x\n", g_cs, g_esp);    return 0;}

• 执行结果
  
  
  图2 执行结果
  
  运行的时候需要注意，CR3 需要在 WinDbg 中查看。在 WinDbg 中使用命令 !process 0 0来查看程序SwitchTSS.exe 的 DirBase，然后在控制台里输入后回车继续执行。

完整代码

// 文件：tss.h#pragma oncetypedef struct TSS {    DWORD link; // 保存前一个 TSS 段选择子，使用 call 指令切换寄存器的时候由CPU填写。    // 这 6 个值是固定不变的，用于提权，CPU 切换栈的时候用    DWORD esp0; // 保存 0 环栈指针    DWORD ss0;  // 保存 0 环栈段选择子    DWORD esp1; // 保存 1 环栈指针    DWORD ss1;  // 保存 1 环栈段选择子    DWORD esp2; // 保存 2 环栈指针    DWORD ss2;  // 保存 2 环栈段选择子    // 下面这些都是用来做切换寄存器值用的，切换寄存器的时候由CPU自动填写。    DWORD cr3;     DWORD eip;      DWORD eflags;    DWORD eax;    DWORD ecx;    DWORD edx;    DWORD ebx;    DWORD esp;    DWORD ebp;    DWORD esi;    DWORD edi;    DWORD es;    DWORD cs;    DWORD ss;    DWORD ds;    DWORD fs;    DWORD gs;    DWORD ldt;    // 这个暂时忽略    DWORD io_map;} TSS;

// 文件：SwitchTSS.cpp#include <windows.h>#include <stdio.h>#include "tss.h"char st[10] = {0}; // 0042b034DWORD g_esp;DWORD g_cs;TSS tss = {// 0x00427b40        0x00000000,//link        (DWORD)st,//esp0        0x00000010,//ss0        0x00000000,//esp1        0x00000000,//ss1        0x00000000,//esp2        0x00000000,//ss2        0x00000000,//cr3        0x0040fad0,//eip        0x00000000,//eflags        0x00000000,//eax        0x00000000,//ecx        0x00000000,//edx        0x00000000,//ebx        (DWORD)st,//esp        0x00000000,//ebp        0x00000000,//esi        0x00000000,//edi        0x00000023,//es          0x00000008,//cs          0x00000010,//ss        0x00000023,//ds        0x00000030,//fs        0x00000000,//gs        0x00000000,//ldt        0x20ac0000};__declspec(naked) func() {//0040FAD0    __asm {        mov g_esp, esp        mov eax, 0        mov ax, cs        mov g_cs, eax        iret    }}int main(int argc, char* argv[]){    printf("please input cr3:\n");    scanf("%x", &(tss.cr3));    char buffer[6] = {0, 0, 0, 0, 0x48, 0};    __asm {        call fword ptr [buffer]    }    // 不出意外，这里打印的值分别是 00000008, 0042b034    printf("g_cs = %08x\ng_esp = %08x\n", g_cs, g_esp);    return 0;}

总结

本节主要演示了 call 执行执行任务切换（记住，是切换一堆寄存器）。本实验并没有使用 jmp，如果使用 jmp 的话，唯一的区别就是在测试函数那里返回不要使用 iret 指令，否则一定会蓝屏的。

读者可自己尝试着把 call 改成 jmp 来完成这个实验。另外，在分别使用 call 和 jmp 的时候，有两个地方需要观察一下：1. EFLAGS寄存器 2. TSS 的 link 域。