在保护模式下启动分页机制，并且使…

分页是在应用程序对内存的需要越来越大的情况下出现的，为了满足应用程序对内存可寻址地址超过4MB的需要，在80386开始就加入了分页机制。

分页机制是针对某一个任务的，或者更准确的说是针对某一个段的。我们在某一个段使用分页机制，就要把对应的页目录表基址给cr3，从而开始使用该段对应的虚拟地址；当我们切换任务，或想要跳转到另外一个段的时候，需要从新加载cr3。每当把一个任务的cr3加载好后，该任务都可以访问4GB的虚拟内存地址。

而在x86中的各个地址之间的关系是

在汇编程序中，我们给出的是类似于[gs:edi]这样的逻辑地址，在保护模式中，用分段的方法，cpu会把gs左移4位，再加上edi得到线性地址。如果这时候没有启动分页机制，这个线性地址就等于物理地址。如果这时候已经启动分页机制，则cpu会通过这个线性地址和该段加载到cr3的页目录表基址，进行分页转换，通过地址映射，把线性地址映射到摸一个物理地址。

注意，只有在保护模式下才可以打开分页机制，不然会出现不可挽回的错误（一般就是虚拟机再也不能打开了，除非修改vmx里面的内容）

那假设我们在启动分页机制后，使用了某个虚拟地址，cpu是如何对它进行映射的呢？

首先，对于每一个要使用虚拟地址的段，我们都要准备好一张页目录表和1024张页表，存放到内存的某一个位置，其中每一个页目录有1024个项，每一项对应一个页表的基址；每一个页表也有1024个项，每一个项对应一个4K的物理页。我们先把页目录表的基址赋值给cr3寄存器，来通知cpu虚拟地址的映射关系存在这个位置开始处。

然后，分段机制会帮我们把逻辑地址（虚拟地址形式）转换为线性地址，这时候这个线性地址由三部分组成，第一部分是在页目录表中的偏移，第二部分是在页表中的偏移，第三部分是在物理页中的偏移。

通过线性地址和地址映射关系，就可以得到物理地址。

我们了解了映射关系，现在就开始编写这张映射关系表

首先我们要建立两个段描述符，这两个描述符都用来描述同一个段，只不过一个的属性是用来建立表的，一个的属性是用来读写的。

LABEL_DESC_PAGE: Descriptor 0,               0xFFFFF,            DA_DRW | DA_LIMIT_4K

LABEL_DESC_EXE: Descriptor 0,               0xFFFFF,            DA_DRW | DA_DPL3

...

SelectorPage equ LABEL_DESC_PAGE - LABEL_GDT

SelectorExe equ LABEL_DESC_EXE - LABEL_GDT

然后我们来填写这张表，我们假设页目录表的基址为PageDirBase，第0张页表的基址为PageTblBase

;启动分页机制

mov eax, SelectorPage

mov es, eax

mov edi, PageDirBase

xor eax, eax

mov eax, PageTblBase | PG_P | PG_USU | PG_RWW

mov ecx, 1024

.1: ;循环初始化页目录表，使它里面的每一项对应于一个页表

stosd

add eax, 4096

loop .1

mov edi, PageTblBase

mov ecx, 1048567

xor eax, eax

mov eax, 0x0 | PG_P | PG_USU | PG_RWW

.2: ;循环初始化页表，使它里面的每一项对应于一个物理页

stosd

add eax, 4096

loop .2

按照上面的映射关系，我们把这个段的线性地址和物理地址映射到了相同的位置，也就是使用这个映射关系，线性地址就是物理地址。这样我们很难让自己信服，所以我们额外修改一个映射关系

;测试一个虚拟地址 

 mov edi, PageTblBase 

 mov eax, 0x400000 | PG_P | PG_USU | PG_RWW 

 stosd

也就是说，我们单独把虚拟地址0x0映射得到了0x400000的物理地址处

然后,加载cr3，启动分页机制

mov eax, PageDirBase

mov cr3, eax

mov eax, cr0

or eax, 0x80000000

mov cr0, eax

;进入该段，往虚拟地址[0:50]写入一个字符

mov ax, SelectorExe

mov es, ax

mov al, 'K'

mov [es:50], al

;写入字符后，关闭分页机制

mov eax, cr0

and eax, 0x7FFFFFFF

mov cr0, eax

;再取原虚拟地址[0:50]对应物理地址[400000:50]的内容显示

mov ax, SelectorPa 

mov es, ax

mov edi, (80 * 12 + 4) * 2

mov ah, 0x0C

mov al, [es:50]

mov [gs:edi], ax

这样就算是一次写虚拟地址，然后通过映射关系找到物理地址读内容的过程

运行结果：

还有值得注意的是，在保护模式下，对于段寄存器的赋值问题，不是所有属性的段都可以赋值给段寄存器，在这里我给的段属性是DA_DRW | DA_DPL3，若果加上DA_32什么什么的，好像就不可以赋值给段寄存器，值得注意。

相关代码（有需要自行下载）

在这个文件夹里面注意，把paging.asm 编译成setup.asm

nasm paging.asm -o paging.bin