Vulnerabilidades de la CPU: Meltdown y Spectre

Registro de Estado de la FPU x87

• El registro de estado de la FPU x87 se puede almacenar en la memoria utilizando instrucciones como FSTSW/FNSTSW, FSTENV/FNSTENV, FSAVE/FNSAVE y FXSAVE.
• El contenido del registro de estado de x87 FPU se almacena en el campo TOP (stack TOP) en el registro de estado de la FPU x87.

Registro de Control de la FPU x87

• El registro de control de la FPU x87 controla la precisión de la FPU x87 y el método de redondeo utilizado.
• Contiene los bits de máscara de excepción de punto flotante.
• El campo de control de precisión (PC) determina la precisión (64, 53 o 24 bits) de los cálculos de punto flotante.

Registro de Tag en la FPU x87

• Indica el contenido de cada uno de los 8 registros en el registro de datos x87 FPU stack.
• Los programas y los controladores de excepciones pueden usar esta información del registro Tag para verificar el contenido de los datos de una FPU x87 sin realizar una decodificación compleja de los datos reales en el registro.

Tipo de dato en la FPU x87

• Con la excepción del formato de punto flotante de precisión extendida doble de 80 bits, todos estos tipos de datos existen solo en memoria.

Descriptores de Segmento

• Los campos clave de un descriptor de segmento son:
  • Dirección base: define la ubicación del byte 0 del segmento dentro del espacio de direcciones lineal de 4 GB.
  • P (segment-present) flag: indica si el segmento está presente en la memoria o no.
  • DPL (descriptor privilege level): indica los privilegios del segmento.
  • S (descriptor type) flag: especifica si el descriptor de segmento es para un segmento del sistema o para código o datos.

Tabla de Descriptores de Segmento

• Es un array de descriptores de segmento que puede contener hasta 8192 descriptores de 8 bytes.
• Existen dos tipos: GDT (tabla de descriptores globales) y LDT (tabla de descriptores locales).

Segmentación

• La segmentación permite que el espacio de direcciones físicas de un proceso no sea contiguo.
• Aprovecha el tiempo ocioso de CPU para calcular una instrucción pedida a menudo.

RISC vs CISC

• RISC: Reduced instruction set computing-conjunto reducido de instrucciones.
• CISC: Complex instruction set computing-conjunto de instrucciones complejas.
• RISC sacrifica cantidad de instrucciones para reducir la complejidad y cantidad de sus transistores.

Etapas de Compilación

• 1. Preprocesamiento: prepara el código, incluye directivas como #include y #define.
• 2. Compilación: convierte el código en archivo objeto.
• 3. Ensamblaje: convierte el código en archivo objeto.
• 4. Vinculación: busca las llamadas a funciones utilizadas en el código y las reemplaza por las definiciones de cada función.
• 5. Carga y Ejecución: carga el código en memoria y lo ejecuta.

Análisis Léxico

• Convierte el código en tokens (etiquetas).
• Elimina comentarios y expande macros.
• Detecta errores como caracteres que no pertenecen al lenguaje, strings o caracteres sin cerrar.

Parser (Análisis de Sintaxis)

• Convierte tokens en árbol de sintaxis abstracto.
• No contiene ciclos.
• Detecta errores de estructura.

Análisis Semántico

• Agrega significado al árbol de sintaxis abstracto.
• Detecta errores como error de tipos, variables sin declarar o con múltiples declaraciones.

Generador de Código Intermedio

• Basado en tuplas.
• Puede ser de distintos niveles (alto, medio y bajo).

Optimizador Independiente

• Mejora el tamaño, la velocidad y el uso de recursos de un programa.
• Aplica estrategias de optimización independientes de la arquitectura.
• Estrategias de optimización:
  • Reducir la cantidad de código.
  • Eliminar la cantidad de saltos.
  • Reusar resultados en vez de re-computarlos.