Windows保護模式學習筆記（十二）—— 控制寄存器

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  • Cr0寄存器
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控制寄存器

描述：

控制寄存器有五個，分別是：Cr0 Cr1 Cr2 Cr3 Cr4

Cr1：保留
Cr3：頁目錄表基址

Cr0寄存器

結構圖：

PE位：啟用保護（Protecction Enable）標志
PE=1：保護模式
PE=0：實地址模式
這個標志僅開啟段級保護，而沒有啟用分頁機制
若要啟用分頁機制，那么PE和PG標志都要置位

PG位：分頁機制標志
PG=1：開啟了分頁機制
PG=0：未開啟分頁機制
在開啟這個標志位之前必須已經或者同時開啟PE標志

PG=0且PE=0：處理器工作狀態為實地址模式
PG=0且PE=1：處理器工作狀態為沒有開啟分頁機制的保護模式
PG=1且PE=0：不存在。在PE沒有開啟的情況下無法開啟PG
PG=1且PE=1：處理器工作狀態為開啟了分頁機制的保護模式

WP位：寫保護（Write Proctect）標志
對于Intel 80486或以上的CPU，CR0的16位是寫保護標志
當設置該標志時，處理器會禁止超級用戶程序（例如特權級0的程序）向用戶級只讀頁面執行寫操作

當CPL<3的時候：

如果 WP=0 可以讀寫任意用戶級物理頁，只要線性地址有效

如果 WP=1 可以讀取任意用戶級物理頁，但對于只讀的物理頁，則不能寫

Cr2寄存器

描述：

當CPU訪問某個無效頁面時，會產生缺頁異常，此時，CPU會將引起異常的線性地址存放在CR2中

結構圖：

舉例：

當CPU訪問某個物理頁，但PDE/PTE的P位為0時，會產生缺頁異常

缺頁異常一旦發生，CPU會將引起缺頁異常的線性地址存儲到Cr2中

此時，操作系統的處理程序開始對異常進行處理

若處理結束后，雖然PDE/PTE的P位為0，但實際上它被寫進了頁面

這時，處理程序會將數據從頁面中讀出，再掛上一個有效的物理頁，讓程序接著往下跑

程序往下跑時，操作系統必須要記錄程序原先已經跑到了哪里

此時，Cr2便派上了用場，因為產生異常時的線性地址存在了Cr2中

但如果異常處理程序檢測到用戶訪問的頁面是一個未分配的頁面

這時，操作系統會報告一個異常，告訴我們在哪里發生了錯誤

若沒有Cr2寄存器，當進入異常處理程序時，將找不到回去的線性地址

Cr4寄存器

結構圖：

PAE：
PAE=1：2-9-9-12分頁
PAE=0：10-10-12分頁

PSE：

---

注意：關于控制寄存器的更多細節，請參考Intel白皮書第三卷

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Windows保护模式学习笔记（十二）—— 控制寄存器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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