学习笔记
《x86汇编语言：从实模式到保护模式》
https://www.jianshu.com/p/d481cb547e9f
方案的内容
每个任务都有自己的页目录表以及页表，
页目录表的前半部分对应着任务自己虚拟地址空间的前2GB（0~2G）
后半部分则映射到内核的页表（2~4G）；
- 当任务在自己独立的局部空间工作时，使用它自己的页表；
- 当任务请求系统服务时，用的则是内核的页表，访问的是内核的代码和数据；
本文只涉及页目录表相关。
-
[1]、创建用户任务的页目录表（
页目录表（user））; -
[2]、将内核页目录表（
页目录表（core））中的内容复制过去； - [3]、切换到用户任务的页目录表上去工作；
代码过程
- 源码文件
c16_core.asm - 前面的数字代表语句在源码文件中的行号；
零、调用 过程 load_relocate_program
1067 call load_relocate_program
一、过程 load_relocate_program 的内部调用
830 ;创建用户任务的页目录
831 ;注意！页的分配和使用是由页位图决定的，可以不占用线性地址空间
; 调用过程 create_copy_cur_pdir
832 call sys_routine_seg_sel:create_copy_cur_pdir
833 mov ebx,[es:esi+0x14] ;从TCB中获取TSS的线性地址
834 mov dword [es:ebx+28],eax ;填写TSS的CR3(PDBR)域
- 调用过程
create_copy_cur_pdir，完成方案中的[1]以及[2]； - 在过程
create_copy_cur_pdir返回之后，更新了用户任务的TSS的CR3域，从而完成了方案中的[3]
二、过程 create_copy_cur_pdir 的具体实现
create_copy_cur_pdir: ;创建新页目录，并复制当前页目录内容
;输入：无
;输出：EAX=新页目录的物理地址
push ds
push es
push esi
push edi
push ebx
push ecx
mov ebx,mem_0_4_gb_seg_sel
mov ds,ebx
mov es,ebx
call allocate_a_4k_page
mov ebx,eax
or ebx,0x00000007
mov [0xfffffff8],ebx
mov esi,0xfffff000 ;ESI->当前页目录的线性地址
mov edi,0xffffe000 ;EDI->新页目录的线性地址
mov ecx,1024 ;ECX=要复制的目录项数
cld
repe movsd
pop ecx
pop ebx
pop edi
pop esi
pop es
pop ds
retf
1、通过call allocate_a_4k_page为用户任务申请了一个新的空闲的物理页，作为用户任务的页目录表，记为页目录表（user），即书上所称的新页目录表；
2、给页目录表（user）的物理地址填上页的属性：US=1（只有特权级为3的用户程序可以访问该页）、RW=1（页是可读可写的）、P=1（页位于物理内存中）
mov ebx,eax
or ebx,0x00000007
3、装填好页属性的页目录表（user）的物理地址怎么处理？放到页目录表（core）的倒数第二个表项里去，页目录表（core），就是内核程序的页目录表，即书上所称的当前页目录表（看完步骤4，一起看图解）
mov [0xfffffff8],ebx
4、为什么页目录表（user）的线性地址是0x FFFF E000?
回顾 为什么
页目录表（core）的线性地址是0x FFFF F000
https://www.jianshu.com/p/d6b534560669
- 为什么`页目录表（user）`的线性地址是`0x FFFF E000`.png
首先，由于步骤3，
页目录(core)的倒数第二个表项，填入了刚分配的物理页的物理地址，而这个物理页正是分配给用户程序做页目录表用的；现在是在内核程序里面，调用的过程，因此CR3寄存器的内容指向的正是内核程序的页目录表；
页目录表（core）的倒数第一项在很早的时候就已经被填好了自己的物理地址；
具体的时间点在源码文件`c16_core.asm`是这样的：
开启分页机制之后
(第969~973行) 在倒数第一项填入自己的物理地址
具体实现与图解
可见 https://www.jianshu.com/p/c251257329fe
....
....
....
(1067行） call load_relocate_program
回到本文上方看标题，就可以明白逻辑顺序
call load_relocate_program
|---- call sys_routine_seg_sel:create_copy_cur_pdir
- 由倒数第二个表项的偏移量应该是
0xFF8就可以逆推出中10位是0x3FE，全部写成二进制的序列就是0011 1111 1110，而根据线性地址的格式，也可以知道最开始的两个零，其实是自己的补零，那么中10位本质上就是11 1111 1110，全部组合起来，就可以得到页目录表（user）的线性地址是0x FFFF E000； - 因此，验证了书上的结论：
`页目录表（user）`的线性地址是`0x FFFF E000`
`页目录表（core）`的线性地址是`0x FFFF F000`
5、将内核页目录表中的内容复制过去
mov esi,0xfffff000 ;ESI->当前页目录的线性地址
mov edi,0xffffe000 ;EDI->新页目录的线性地址
mov ecx,1024 ;ECX=要复制的目录项数
cld
repe movsd
- 复制操作的汇编指令rep的语法就是这样的， 只要提供源地址、目的地址并且指定传送方向即可；
rep 相关具体语法参见 https://www.jianshu.com/p/1b17ad3ad51f
- 值得一提的是，因为现在的内核程序运行已经开启了分页机制，所以源地址和目的地址都要提供线性地址，我们需要把目录表（core）的内容全部复制给目录表（user），就需要知道两个东西的线性地址。
