5.1 Каталог страниц

Каталог страниц (Page Directory Entry, PDE) представляет собой таблицу, содержащую 1024 элемента, каждый по 4 байта, т.е. размер каталога страниц равен размеру страницы 4Кб. Каждый элемент каталога страниц является указателем на одну из таблиц страниц. Структура элемента каталога изображена на рисунке 5.1. 32-разрядный адрес таблицы страниц представлен только двадцатью старшими битами, младшие 12 бит всегда равны нулю, т.к. адреса всех таблиц страниц выровнены на 4 Кб, т.е. 12 младших разрядов всегда равны 0.

12 бит прав доступа к таблице страниц имеют следующие значения:

• Три бита AVL – это биты, отданные системе. В них можно записать всё что угодно.

• Бит P (Present) определяет наличие данной страницы или таблицы страниц в физической памяти. Если он сброшен, то процессор записывает линейный адрес отсутствующей страницы в регистр CR2 и передаёт управление обработчику #PF, который должен загрузить страницу в память (или создать её) и установить этот бит.

• Бит RW (Read/Write) определяет, можно ли в эту страницу что-то писать (1 – можно, 0 – нельзя).

• Бит US (User/Supervisor) разрешает коду с CPL=3 (код пользователя) обращаться к этой странице (при US=1).

• Бит PWT (Page write through) – запрещение кэширования записи (немедленная запись). Используется для управления кэшированием данной страницы. Если он установлен, то запись происходит непосредственно в оперативную память. Актуально обычно в многоядерных машинах.

• Бит PCD (Page cache disable) – запрещение кэширования этой страницы. При обращении к такой странице, она не заносится в кэш.

• Бит A (Accessed). Аналогично биту A в дескрипторе сегмента, этот бит никак не влияет на работу со страницей. Он просто устанавливается процессором при первом же обращении к этой странице (чтение, запись, выполнение).

• Бит D (Dirty, букв. грязный) используется только в элементах таблицы страниц (PTE) для отслеживания изменений страницы. Аналогично биту A, устанавливается процессором, но только при записи на эту страницу.

• Бит PS (Page size) определяет размер страницы. Если сброшен, то этот элемент указывает на таблицу страниц с размером страниц 4 Кб. Если установлен, то элемент указывает на страницу размером 4 Мб при 32-битной физической адресации или 2 Мб при 36-битной. Важно! Работает только при установленном бите PSE в регистре CR4.

• Бит G (Global). Если этот бит установлен, то адрес страницы (или таблицы страниц) никогда не удаляется из TLB кэша. Удалить из TLB кэша можно любую страницу привилегированной командой INVLPG.