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== Einschalten des Paging-Mechanismus == | == Einschalten des Paging-Mechanismus == | ||
| − | Zum Einschalten des Paging-Mechanismus auf der x86-Architektur muss man Bit-31 im CR0-Register setzen. Davor muss aber ein gültiges Page-Directory angelegt und dessen | + | Zum Einschalten des Paging-Mechanismus auf der x86-Architektur muss man Bit-31 im CR0-Register setzen. Davor muss aber ein gültiges Page-Directory angelegt und dessen physische Adresse im CR3-Register abgelegt worden sein. |
== Page-Directory == | == Page-Directory == | ||
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S: Gibt die Größe der Page an. 0 steht für 4kB, 1 für 4MB (oder 2MB bei Verwendung von PAE). Das S-Bit ist wirkungslos, wenn nicht im [[Steuerregister]] CR4 das PSE-Bit (4MB-Pages) oder PAE-Bit (2MB-Pages) gesetzt ist. | S: Gibt die Größe der Page an. 0 steht für 4kB, 1 für 4MB (oder 2MB bei Verwendung von PAE). Das S-Bit ist wirkungslos, wenn nicht im [[Steuerregister]] CR4 das PSE-Bit (4MB-Pages) oder PAE-Bit (2MB-Pages) gesetzt ist. | ||
| − | A: Wird von der CPU gesetzt, wenn | + | A: Wird von der CPU gesetzt, wenn die Page Table benutzt wurde. Diese Bit wird allerdings nicht von der CPU zurückgesetzt. |
C: Wenn dieses Bit gesetzt ist, wird für die Page kein Cache benutzt. | C: Wenn dieses Bit gesetzt ist, wird für die Page kein Cache benutzt. | ||
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P: Gibt an ob die Page momentan im Speicher liegt. Ist das Bit gelöscht (Page nicht im Speicher), dann sind alle anderen Bits für das Betriebssystem frei verfügbar und können z.B. für Swapping genutzt werden. | P: Gibt an ob die Page momentan im Speicher liegt. Ist das Bit gelöscht (Page nicht im Speicher), dann sind alle anderen Bits für das Betriebssystem frei verfügbar und können z.B. für Swapping genutzt werden. | ||
| − | == Page | + | == Page Tables == |
| − | Ein | + | Ein Page Table enthält 1024 Einträge a 4 Byte. Jeder Eintrag zeigt auf eine physische Page. Page Tables müssen 4k-aligned sein und füllen somit eine ganze Page. |
{| border="1" cellpadding="5" | {| border="1" cellpadding="5" | ||
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== Speicher mappen == | == Speicher mappen == | ||
| − | Um eine beliebige virtuelle Adresse auf eine beliebige physische Adresse zu mappen, muss man erst den richtigen Eintrag im Page Directory und in der Page Table berechnen um schließlich die | + | Um eine beliebige virtuelle Adresse auf eine beliebige physische Adresse zu mappen, muss man erst den richtigen Eintrag im Page Directory und in der Page Table berechnen um schließlich die physische Page (mit den passenden Flags) in der Page Table eintragen zu können. Es wird immer von virtuell nach physisch zugeordnet, d.h wenn man 0xB8000(phys.) auf 0x12345000(virt.) mappen will, muss man erst den Page-Directory- und Page-Table-Eintrag von 0x12345000 berechnen. Das geht am besten so: |
Pagedirectory_Eintrag = virtuelle_adresse >> 22 (= 0x48) | Pagedirectory_Eintrag = virtuelle_adresse >> 22 (= 0x48) | ||
Pagetable_Eintrag = (virtuelle_adresse >> 12) % 1024 (= 0x345) | Pagetable_Eintrag = (virtuelle_adresse >> 12) % 1024 (= 0x345) | ||
| − | Nun suche man erst die Adresse der | + | Nun suche man erst die Adresse der Page Table (im eben berechneten ''Pagedirectory_Eintrag'' schauen). '''Achtung:''' Es handelt sich hier um die physische Adresse. |
| − | Mit der Adresse der | + | Mit der Adresse der Page Table kann man jetzt in den ''Pagetable_Eintrag'' die physische Adresse eintragen, die passenden Flags setzen und schon ist die Page gemappt. |
| − | == In | + | == In physischen Speicher schreiben == |
| − | Wenn nun Paging eingeschaltet ist, kann man nicht mehr in den | + | Wenn nun Paging eingeschaltet ist, kann man nicht mehr in den physischen Speicher schreiben. Wenn man nicht viel physischen Speicher hat, oder 64 Bit benutzt und deswegen der virtuelle Adressraum groß genug ist, kann man den gesamten physischen Speicher in den virtuellen mappen. |
| − | Es besteht aber auch die Möglichkeit Zugriff auf den gesamten | + | Es besteht aber auch die Möglichkeit Zugriff auf den gesamten physischen Speicher zu haben, ohne das man ihn direkt mappt. Erstmal braucht man eine Möglichkeit das Page Directory und die Page Tables noch zu ändern, nachdem Paging eingeschaltet wurde. Wenn man dies kann, kann man sich einfach immer die gerade gebrauchte physische Page auf eine festgelegte virtuelle Page mappen und voila. Um nun Zugriff auf das Page Directory und die Page Tables zu haben, kann man einfach z.B. als letzte Page Table das Page Directory selbst eintragen. Das Page Directory wird dann als Page Table interpretiert und alle Page Tables als Pages in den Speicher gemappt. Somit enthalten die letzten 4 MB des virtuellen Speichers die Page Tables, wobei die letzten 4kB das Page Directory enthalten. |
== Links == | == Links == | ||
| − | * [http://www.homix-online.de/Tutorials/32PMode-Paging.php Paging Tutorial] | + | * [http://www.homix-online.de/Tutorials/32PMode-Paging.php Paging-Tutorial] |
* [http://www.fh-zwickau.de/doc/prmo/pmtutor/text/p_spez1.htm Paging im PM-Tutorial der FH Zwickau] | * [http://www.fh-zwickau.de/doc/prmo/pmtutor/text/p_spez1.htm Paging im PM-Tutorial der FH Zwickau] | ||
* [[Ausgabe_8#Paging|Ausgabe 8]] | * [[Ausgabe_8#Paging|Ausgabe 8]] | ||