文章目錄

• • PAE模式 2-9-9-12分頁
  • • 非PAE模式為什么是10-10-12
    • PAE模式為什么是2-9-9-12
    • • 總結(jié)
    • PDPTE結(jié)構(gòu)
    • PTE結(jié)構(gòu)
    • PTE結(jié)構(gòu)
    • XD標志位(AMD中稱為NX,即No Excetion)

PAE模式 2-9-9-12分頁

非PAE模式為什么是10-10-12

先確定了頁的大小4K，所以后面12位的功能也就確定了。2的12次方為4096，也就是4KB。12位正好可以索引到每一個物理地址。

當初的物理內(nèi)存比較小，所以4個字節(jié)的PTE就夠了，加上頁的尺寸是4K。所以一個頁能存儲1024個PTE，也就是2的10次方，第二個10也就確定了。2的10次方為1024，所以PTI確定為10

剩下的10位PDI，10+10+12剛好32位

PAE模式為什么是2-9-9-12

在非PAE模式下，由于物理地址長度為32位。所以內(nèi)存范圍在0-0xFFFFFFFF之間，也就是2的32次方，也就是4GB。

CPU的尋址范圍取決于物理地址的長度。CPU要想尋址到4GB以外的內(nèi)存空間。就必須增大物理地址的長度。

例如下面的地址：

10-10-12:0x12345678 PDE:FFFFF123(32) PTE:FFFFF123(32) 物理地址:FFFFF678(32) 物理頁起始地址:FFFFF000(32)

32位的物理地址可以尋址到4GB，那么如果增大物理地址長度到36位，就可以尋址到64GB。事實上非PAE模式下的2-9-9-12的物理地址長度就是36位。

CPU->0-FFFFFFFFF(36) 2-9-9-12(36)

那么問題來了，當物理地址擴大到36位的時候，32位的PTE自然也要發(fā)生變化。例如下面的這個地址

FFBFF123(32)

后面12位0x123肯定是不能動的，這三位是屬性。前面20位是物理地址。那么就只有把前面20位拉長來突破4GB。將地址變成下面的36位地址

FFBFFF123(36)

這樣的話，PTE就由原先的32位拉長到36位，能尋址到64GB的空間。

但是一旦拉長，就不是4字節(jié)對齊了；沒有做到字節(jié)對齊就會影響程序的執(zhí)行效率。CPU的做法是犧牲空間換時間，將原來的4字節(jié)的PTE變成8字節(jié)。

原先能保存1024個PTE成員的PTT表，現(xiàn)在只能保存512個PTE了。想要索引到512個成員需要9個二進制位。2的9次方等于512。這個就是2-9-9-12分頁的第三個9的來源

以此類推，PDE也由4個字節(jié)變成了8個字節(jié)。數(shù)據(jù)項也由1024變成了512。PDE需要增大到8字節(jié)的原因在于如果還是保持原來的4字節(jié)，就無法索引到4GB以外的PTE了。所以PDE需要跟隨PTE增大了8個字節(jié)

2的來源：在PDT和PTT的基礎(chǔ)上多了一張頁目錄指針表PDPTE(Page-Directory-Point-Table-Entry)，每項占8個字節(jié)。表里面一共4個成員。(因為一共只有兩位，2的2次方等于4)如圖：

總結(jié)

2-9-9-12的來源

• 12：物理頁的大小為4KB，4096字節(jié)。想要索引到每一個字節(jié)需要12個二進制位。因為2的12次方等于4096。所以是12
• 9：由于PTE增加到36位，原先能保存1024個PTE成員的PTT表，現(xiàn)在只能保存512個PTE了。想要索引到512個成員需要9個二進制位。2的9次方等于512。
• 9：PDE跟隨PTE由原來的4個字節(jié)變成了8個字節(jié)。數(shù)據(jù)項也由1024變成了512。
• 2：PDPTE的成員有4個，正好用兩個二進制位索引。

PDPTE結(jié)構(gòu)

• PDPTE共有4項
• 灰色部分為保留項
• 35-12存儲的是頁目錄表的基址，低12位補0，共36位，即頁目錄基址

PTE結(jié)構(gòu)

• 當PS=1時是大頁，35-21位是大頁的物理地址，這樣36位的物理地址的低21位為0，這就意味著頁的大小為，且都是對齊
• 當PS=0時，35-12位是頁表基址，低12位補0，共36位

PTE結(jié)構(gòu)

• PTE中35-12是物理頁基址，24位，低12位補0
• 物理頁基址+12位的頁內(nèi)偏移指向具體數(shù)據(jù)

XD標志位(AMD中稱為NX,即No Excetion)

段的屬性有可讀可寫可執(zhí)行，頁的屬性有可讀 可寫。為了填補上沒有可執(zhí)行位的這個坑，Initel就做了硬件保護，做了一個不可執(zhí)行位。XD=1時，表示不可執(zhí)行。在PAE分頁模式下，PDE與PTE的最高位為XD/NX位。

讀 可寫。為了填補上沒有可執(zhí)行位的這個坑，Initel就做了硬件保護，做了一個不可執(zhí)行位。XD=1時，表示不可執(zhí)行。在PAE分頁模式下，PDE與PTE的最高位為XD/NX位。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的[保护模式]PAE模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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