学习笔记

《x86汇编语言：从实模式到保护模式》
https://www.jianshu.com/p/d481cb547e9f

本章习题二

2、修改代码清单16-2（c16.asm），显示当前任务的前50个页面的物理地址，可以使用现成的调用门。提示：必须在代码清单16-1（c16_core.asm）中修改页目录的访问属性。

代码修改

代码来源

• 使用配书代码包， c16_core.asm 以及 c16.asm

内核程序 ex_c16_core.asm

• 如图，参照代码所在行号，进行4处修改，目的是将页的属性US位置为1，使得任何特权级的程序都可以访问；
  设置页属性US=1 运行任意特权级别的程序访问.png
• 各处改好之后的代码，是下面这样的：

;在页目录内创建指向页目录自己的目录项
mov dword [es:ebx+4092],0x00020007 

...
;在页目录内创建与线性地址0x00000000对应的目录项
mov dword [es:ebx+0],0x00021007    ;写入目录项（页表的物理地址和属性）

...
or edx,0x00000007  

...
;在页目录内创建与线性地址0x00000000对应的目录项
mov dword [es:ebx+0],0x00021007    ;写入目录项（页表的物理地址和属性） 

• 页目录表以及页表的格式，复习参见

https://www.jianshu.com/p/4bb9514c4500

页目录表以及页表的格式

• 0x.....007 源自：US= 1 RW=1 P=1

用户程序 ex_c16.asm

• 只做2处修改，控制要显示的物理页地址个数为50，以及线性地址以0xFFC00000开头就是访问当前任务的页表表项；

50        mov ecx,50
... 
55        mov edx,[es:0xffc00000+esi*4]

题目解析

题目在问什么

• 题目说显示当前任务的前50个页面的物理地址，其实就是在问，当前任务用的物理页的物理地址存在哪里？，回想一下，马上就意识到当然是放在当前任务的页表里，因此这道题就是要求你访问当前任务的页表表项，50个页面，就是前50个页表表项，并取出每个页表表项的内容，这个内容就是要求的物理地址。

• 页目录表、页表、物理页关系，复习参见

https://www.jianshu.com/p/a6e6df5866e1

• 线性地址经过段部件、页部件、CR3寄存器，转换成物理地址的过程，复习参见

https://www.jianshu.com/p/704044463b52

[es:0xffc00000+esi*4] 怎么来的？

• 为什么需要加上 es，es寄存器此时指向0~4GB整个内存空间；

第325页 尽管你在指令中给出的确实是线性地址，但并非是由段部件生成的线性地址，在Intel处理器上，段机制是无法关闭的，因此，你必须使用0~4GB的段，加上你的“线性地址”，才得使段部件生成真正的线性地址，尽管两个线性地址在数值上没有任何不同。

• 为什么线性地址以0xFFC00000开头就是访问页表表项，复习参见

https://www.jianshu.com/p/d6b534560669

• esi*4 在做什么？

我们使用一个双字 即 dd 型数据 存一个物理地址
dd型数据是4个字节的

esi 用来遍历，从0开始：
第一个页表表项的线性地址是 0xffc00000+0x00
第二个页表表项的线性地址是 0xffc00000+0x04
第三个页表表项的线性地址是 0xffc00000+0x08
...

调试运行

运行结果

第16章 习题2 显示当前任务的前50个页面的物理地址.png

调试结果

Bochs page命令查看线性地址对应的物理页.png

调试思路

• 首先，当然是进入到用户程序，具体过程，复习参见

https://www.jianshu.com/p/d3222fb8e5f3

• 然后，使用 page 命令，可以查看线性地址对应的物理页信息；
• 现在，以page 0x00 举例说明运行结果、调试结果截图的含义：

page 0x00
就是查看 线性地址 0x00 对应的物理页的信息

页表中
第1个表项 对应线性地址 0x0000 0000 ~0x0000 0FFF
第2个表项 对应线性地址 0x0000 1000 ~0x0000 1FFF
第3个表项 对应线性地址 0x0000 2000 ~0x0000 2FFF
...

page 0x00
显示 
PDE：0x02d067
PTE：0x02f067

PDE 就是页目录表表项，即，页表自身的物理地址是 0x02d067
PTE 才是页表表项，即，对应的物理页的物理地址，是0x02f067

将PTE后面的数据，与 [运行结果] 截图 中 第一行 第一列 的数据对比，
就可以看见，是一模一样的，
证明，程序的确输出了当前任务使用的物理页的物理地址。

注意区分

• 页目录表自己的物理地址；
• 页目录表表项，即页目录表的内容物，即页表的物理地址；
• 页表的物理地址，就是页表自己的物理地址；
• 页表表项，即页表的内容，即物理页的物理地址；
• 物理页的物理地址；
• 物理地址指向的那个物理页里面存着的内容物；
• 页目录表本身也是一张物理页，4KB大小；
• 页表本身也是一张物理页，4KB大小；