我如何实现分页，并通过虚拟地址找到物理内存地址

Posted 2023-01-26

我想实现分页的初始化。关于osdev Wiki的一些链接：https://wiki.osdev.org/Paging，https://wiki.osdev.org/Setting_Up_Paging，我自己的版本非常不同。因为，当我们查看page directory时，他们说12位用于标志，其余部分用于页表的地址，因此我尝试了类似的操作：

void init_paging() 
    unsigned int i = 0;

    unsigned int __FIRST_PAGE_TABLE__[0x400] __attribute__((aligned(0x1000)));

    for (i = 0; i < 0x400; i++) __PAGE_DIRECTORY__[i] = PAGE_PRESENT(0) | PAGE_READ_WRITE;

    for (i = 0; i < 0x400; i++) __FIRST_PAGE_TABLE__[i] = ((i * 0x1000) << 12) | PAGE_PRESENT(1) | PAGE_READ_WRITE;

    __PAGE_DIRECTORY__[0] = ((unsigned int)__FIRST_PAGE_TABLE__  << 12) | PAGE_PRESENT(1) | PAGE_READ_WRITE;

    _EnablingPaging_();
 

此功能帮助我知道物理地址，也知道虚拟地址：

void *get_phyaddr(void *virtualaddr) 
unsigned long pdindex = (unsigned long)virtualaddr >> 22;
unsigned long ptindex = (unsigned long)virtualaddr >> 12 & 0x03FF;

unsigned long *pd = (unsigned long *)__PAGE_DIRECTORY__[pdindex];

unsigned long *pt = (unsigned long *)pd[ptindex];

return (void *)(pt + ((unsigned int)virtualaddr & 0xFFF));

我的方向错误？

还是还是一样？

答案

假设您正在尝试标识物理地址空间的前4个MiB：

a]对于unsigned int __FIRST_PAGE_TABLE__[0x400] __attribute__((aligned(0x1000)));，它是一个局部变量（例如，可能放在堆栈上）；并且该函数返回后将无法生存（例如，其使用的堆栈空间稍后将被其他函数覆盖），从而导致页表损坏。这样的结局不太可能。

b]对于__FIRST_PAGE_TABLE__[i] = ((i * 0x1000) << 12) | PAGE_PRESENT(1) | PAGE_READ_WRITE;，您要移动i两次，一次是使用* 0x1000（与<< 12相同），另一次是<< 12。这太多了，它需要更像__FIRST_PAGE_TABLE__[i] = (i << 12) | PAGE_PRESENT(1) | PAGE_READ_WRITE;。

c）对于__PAGE_DIRECTORY__[0] = ((unsigned int)__FIRST_PAGE_TABLE__ << 12) | PAGE_PRESENT(1) | PAGE_READ_WRITE;，该地址已经是地址（而不是需要移位的“页码”），因此它需要更像__PAGE_DIRECTORY__[0] = ((unsigned int)__FIRST_PAGE_TABLE__) | PAGE_PRESENT(1) | PAGE_READ_WRITE;。

除此之外；我非常希望更好地使用类型。特别;您可能应该养成使用uint32_t（或uint64_t或您自己的typedef）作为物理地址的习惯，以确保您不会将虚拟地址与物理地址相混淆（并确保当您犯错时，编译器会抱怨错误的类型）；因为（即使现在由于身份映射它现在还不是很重要），它很快就会变得很重要。我还建议对页表条目和页目录条目使用uint32_t，因为它们必须为32位，而不是“编译器感觉为int应该是什么大小”（请注意，这与您的想法有所不同有关代码的信息，这比编译器实际执行的操作或int是否恰好是32位更重要）。