Vulnerabilidades de la CPU: Meltdown y Spectre

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Questions and Answers

¿Cuál es el propósito del campo de control de precisión en el registro de control de la FPU x87?

Indicar el contenido de cada registro en la pila de datos

Controlar la excepción de punto flotante

Almacenar el contenido del registro de estado de la FPU x87

Determinar la precisión de los cálculos de punto flotante (correct)

¿Qué instrucciones se utilizan para almacenar el contenido del registro de estado de la FPU x87 en la memoria?

Todas las anteriores (correct)

FSTENV / FNSTENV

FSAVE / FNSAVE

FSTSW / FNSTSW

¿Cuál es el nombre del registro que almacena el número de registro de la parte superior de la pila actual?

Registro de Tag

Campo TOP (stack TOP) (correct)

Registro de estado de la FPU x87

Registro de control de la FPU x87

¿Cuál es el propósito de la bandera P en un descriptor de segmento?

Indicar si el segmento está presente en la memoria o no Signup and view all the answers

¿Qué es lo que se almacena en el registro AX de la unidad entera?

El contenido del registro de estado de la FPU x87 Signup and view all the answers

¿Cuál es el propósito del registro de Tag en la FPU x87?

Indicar el contenido de cada registro en la pila de datos Signup and view all the answers

¿Cuál es el nombre de la tabla de descriptores de segmento que puede ser utilizada por todos los programas y tareas en el sistema?

GDT Signup and view all the answers

¿Cuántos descriptores de segmento máximo puede contener una tabla de descriptores de segmento?

8192 Signup and view all the answers

¿Cuál es el nombre del formato de punto flotante que existe solo en memoria?

Todos los formatos de punto flotante Signup and view all the answers

¿Cuál es el propósito de la segmentación en un sistema?

Permitir que el espacio de direcciones físicas de un proceso no sea contiguo Signup and view all the answers

¿Cuál es el nombre del registro que almacena la dirección base lineal y el límite de la GDT?

GDTR Signup and view all the answers

¿Cuál es el tipo de tabla de descriptores de segmento que se puede definir opcionalmente?

LDT Signup and view all the answers

¿Cuál es el propósito de Hyper Threading en una CPU?

Simular tener más núcleos para el sistema operativo Signup and view all the answers

¿Qué es lo que permite la vulnerabilidad de Meltdown?

Acceder a la memoria del sistema Signup and view all the answers

¿Cuál es la característica principal de las instrucciones RISC?

Son instrucciones simples y altamente optimizadas Signup and view all the answers

¿Cuál es el objetivo de aprovechar el tiempo ocioso de la CPU?

Calcular instrucciones pedidas a menudo Signup and view all the answers

¿Qué es lo que permite la vulnerabilidad de Spectre?

Acceder a la memoria de otras aplicaciones Signup and view all the answers

¿Cuál es la característica principal de las instrucciones CISC?

Son instrucciones complejas que duran varios ciclos de clock Signup and view all the answers

¿Cuántos GB de memoria física puede manejar esta arquitectura?

64 GB Signup and view all the answers

¿Cuál es la función del Scanner en la compilación?

Convierte código en tokens Signup and view all the answers

¿Qué errores detecta el Parser?

Errores de sintaxis Signup and view all the answers

¿Qué es el propósito del Análisis Semántico?

Dar significado a una construcción Signup and view all the answers

¿Cuál es el último paso en la compilación?

Carga y Ejecución Signup and view all the answers

¿Qué es la traducción en el contexto de la compilación?

Pasar de un lenguaje a otro Signup and view all the answers

¿Por qué se descompone el proceso de traducción en dos etapas?

Para reducir la cantidad de compiladores necesarios Signup and view all the answers

¿Qué tipo de código intermedio se parece mucho al código fuente?

Alto nivel Signup and view all the answers

¿Cuál es el objetivo de la optimización de código?

Mejorar el tamaño, la velocidad y el uso de recursos Signup and view all the answers

¿Qué ventaja ofrece tener un código intermedio?

Independencia de la arquitectura Signup and view all the answers

¿Por qué normalmente se habla de mejora en lugar de optimización?

Porque muchas tareas de optimización son de complejidad exponencial o son NP-Hard Signup and view all the answers

¿Qué representa un gráfico de control de flujo?

Las transiciones entre bloques (nodos) Signup and view all the answers

Study Notes

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.
1. Compilación: convierte el código en archivo objeto.
1. Ensamblaje: convierte el código en archivo objeto.
1. Vinculación: busca las llamadas a funciones utilizadas en el código y las reemplaza por las definiciones de cada función.
1. 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.

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Description

Aprende sobre las vulnerabilidades de seguridad Meltdown y Spectre, que afectan la integridad de la memoria del sistema y la privacidad de los datos. Descubre cómo funcionan y el impacto que han tenido en la performance de las CPUs.