Question

在linux源代码（2.6.18）中：

movl $swapper_pg_dir-__PAGE_OFFSET,%eax
movl %eax,%cr3
movl %cr0,%eax
orl $0x80000000,%eax
movl %eax,%cr0          /* ..and set paging (PG) bit */
ljmp $__BOOT_CS,$1f     /* Clear prefetch and normalize %eip */

还有load_cr3（pgdir）和write_cr3（x）宏：

#define load_cr3(pgdir) write_cr3(__pa(pgdir))

#define write_cr3(x) \
__asm__ __volatile__("movl %0,%%cr3": :"r" (x))

似乎整个cr3控制寄存器存储了Page Directory的地址。但是，当我参考intel ia-32Developer's_Manual时，它会讲述一个不同的故事。以下是英特尔手册所说的内容：

name      0.............11   12.................31
cr3       flags              address of page directory
PDE       flags              address of page table
PTE       flags              address of 4kb page frame

手册说cr3的20 MSB存储页面目录的地址而不是整个cr3寄存器。这也是合理的，因为页面目录正好是4kb，因此地址的12 LSB始终为零。

是不是有点奇怪，因为linux代码只是将页面目录的地址分配给cr3而不是swapper_pg_dir的20 MSB。

我的问题是cr3寄存器到底是什么商店，地址或者英特尔手册建议的格式？

以下链接是英特尔手册：http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/architectures-software-developer-manuals.html

Answer 1

对于32位寻呼，页面目录的地址必须是4096的倍数，即其12 LSB为零。但是，用于设置cr3的操作码加载32位，而不是20位。当加载cr3时，其20个高位用于页面目录地址，低12位被解释为标志，这可能影响较新处理器版本中的分页行为。这些标志的“安全”设置为零，这正是Linux所做的：它加载cr3的32位值，恰好其12 LSB等于零（因为该32位值已被视为内存地址是4096的倍数。

Answer 2

如果swapper_pg_dir-__PAGE_OFFSET是4096的倍数，那就没什么奇怪了。

CR3 LSB中的零有效：

保留位必须设置为0
更新（因为i80386）功能可以通过将相关位设置为0来禁用，通常这是使x86 CPU向后兼容旧软件的方法。

x86 cr3和linux swqpper_pg_dir

2 个答案: