📄 jiurl玩玩win2k内存篇 分页机制 (二).htm
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00000000 00000000<BR>c0001fe0: 00000000 00000000 00000000
00000000<BR>c0001ff0: 00000000 00000000 00000000
00000000<BR><BR>分析一下这个页表，一个页表负责4MB地址空间。每个有效项表明该页被映射到了物理页。从这个页表中看到，有大量的项是没有物理页映射的。这4MB地址空间，只有一部分映射了物理内存。<BR><BR><BR><B>地址空间中的
Large Page 部分</B></FONT></P>
<P><FONT face=宋体>
在页目录中我们可以看到从0xC0300800到0xC03009FC这128个页目录项的低12位值为0x1e3，也就是 111100011
。这些项的第7位， LargePage标志位，为1，表明这128个页目录项所指的是128个4M页。这128项所对应的虚拟地址空间
0x80000000 - 0x9FFFFFFF，大小0x20000000 Bytes = 512 M
Bytes。<BR><BR> 对于 x86 CPU 来说，要支持同时处理4K页目录项和4M页目录项，需要
寄存器CR4中的PSE标志为1，寄存器CR4的第4位是PSE标志。观察Win2k发现寄存器CR4中的PSE标志值为1，表明了Win2k的可以同时混用4M页和4K页。<BR><BR>kd>
r cr4<BR>r cr4<BR>cr4=000002d1<BR><BR>
对于4M的页目录项来说，它的第22bit到第31bit，这高10bit指明一个4M页的物理地址，第12bit到第21bit这10bit必须为0。最低12bit仍然是那些标志。对于4K的页目录项，它所指的物理页中放着一个页表。而对于4M的页目录项，它所指的物理页是直接用来放代码和数据的。也就是说该项不再需要页表了。CPU进行虚拟地址到物理地址的转换时，使用高10bit作为在页目录中的索引，找到页目录项，发现页目录项的
Large Page
标志位被设置的话，就直接取出该项中的物理地址，然后用虚拟地址的低22bit作为页内偏移，得到物理地址。<BR><BR>
系统的核心模组一般比较大，而系统的核心模组会经常使用，所以他们的页表项放在TLB(Translation Look-Aside
Buffer)高速缓存中比较好，如果使用4K页，需要多个4K页，也就需要占用比较多的TLB高速缓存。TLB高速缓存是非常宝贵的资源，如果使用4M页的话，那么就可以节省很多TLB高速缓存。<BR><BR>
实际中Win2k的两个最重要的核心模组 hal.dll 和 ntoskrnl.exe
被放在这片4M页的地址空间中。<BR><BR> 观察这128个页目录项中的物理地址，就会发现 地址空间
80000000 - 9FFFFFFF 将和物理内存 00000000 - 1FFFFFFF
一一映射。比如我有128M物理内存，他们将全部映射在这个地址空间中。从有效标志位来看，这128个页目录项，都是有效的。而且实际上他们总是有效的。他们对应512M的地址空间。如果只有128M的物理内存的话，明显很大一部分实际上不会有物理内存映射的。没有物理内存映射，而页目录项指示有效，那么读这些地址的内存，将会怎样？结果是不会蓝屏，读会成功完成，读出来的所有内容都是FF。<BR><BR>
如果这128个页目录项不是4M的页目录项，而是4K的页目录项的话，将会对应128个页表。那么现在这128个页表，从C0200000开始的128个页表，也就是
C0200000 - C027FFFF 这 512K
的地址空间是什么内容呢？观察结果是他们这128页中，映射了和128个页目录项对应4M地址空间的第一个4K相同的内容。比如，地址C0200000的这4K和地址80000000的4K内容是一样的，都是物理地址为00000000的4K。地址C0201000的这4K和地址80400000的4K内容是一样的，都是物理地址为00400000的4K。<BR><BR>
关于80000000-9FFFFFFF 将和物理内存 00000000-1FFFFFFF
一一映射。而且这128个页目录项总是有效的。<BR> 我们也可以在
ntoskrnl!MmGetPhysicalAddress
函数中找到证据。MmGetPhysicalAddress，将指定的虚拟地址转换成物理地址，参数介绍可以看ddk。这是个很简单的函数，用SoftICE在这个函数上下断点，然后自己写个驱动程序，用不同范围的虚拟地址触发这个函数。用SoftICE跟一遍这个函数的执行过程。就会发现对于在80000000-9FFFFFFF
中的地址，根本没做有效性检查，说明了他们总是有效的。而虚拟地址到物理地址的转换方法说明了和物理内存 00000000-1FFFFFFF
一一映射。其实计算在这个范围之内的虚拟地址对应的物理地址，只需要用虚拟地址减去0x80000000。<BR><BR>下面是使用 kd 反汇编函数
MmGetPhysicalAddress 得到的输出<BR>u MmGetPhysicalAddress l
30<BR>ntoskrnl!MmGetPhysicalAddress:<BR>804374e0 56 push esi<BR>804374e1
8b742408 mov esi,[esp+0x8]<BR>804374e5 33d2 xor edx,edx<BR>804374e7
81fe00000080 cmp esi,0x80000000<BR>804374ed 722c jb
ntoskrnl!MmGetPhysicalAddress+0x2b (8043751b)<BR>804374ef 81fe000000a0 cmp
esi,0xa0000000<BR>804374f5 7324 jnb ntoskrnl!MmGetPhysicalAddress+0x2b
(8043751b)<BR>804374f7 39153ce74780 cmp [ntoskrnl!MmKseg2Frame
(8047e73c)],edx<BR>804374fd 741c jz ntoskrnl!MmGetPhysicalAddress+0x2b
(8043751b)<BR>804374ff 8bc6 mov eax,esi<BR>80437501 c1e80c shr
eax,0xc<BR>80437504 25ffff0100 and eax,0x1ffff<BR>80437509 6a0c push
0xc<BR>8043750b 59 pop ecx<BR>8043750c e8d3a7fcff call ntoskrnl!_allshl
(80401ce4)<BR>80437511 81e6ff0f0000 and esi,0xfff<BR>80437517 03c6 add
eax,esi<BR>80437519 eb17 jmp ntoskrnl!MmGetPhysicalAddress+0x57
(80437532)<BR>8043751b 8bc6 mov eax,esi<BR>8043751d c1e80a shr
eax,0xa<BR>80437520 25fcff3f00 and eax,0x3ffffc<BR>80437525 2d00000040 sub
eax,0x40000000<BR>8043752a 8b00 mov eax,[eax]<BR>8043752c a801 test
al,0x1<BR>8043752e 7506 jnz ntoskrnl!MmGetPhysicalAddress+0x44
(80437536)<BR>80437530 33c0 xor eax,eax<BR>80437532 5e pop esi<BR>80437533
c20400 ret 0x4<BR>80437536 c1e80c shr eax,0xc<BR>80437539 ebce jmp
ntoskrnl!MmGetPhysicalAddress+0x47 (80437509)<BR>8043753b cc int
3<BR><BR>欢迎交流，欢迎交朋友，<BR>欢迎访问 <A
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</FONT></P>
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</FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV></BODY></HTML>
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