assembly - 如何直接从32位切换到PAE分页？

Question

我正在为我的个人研究开发一个微内核。我选择在 0xf0000000 运行我的内核，为用户空间程序留出 3.75 GiB。当我的内核启动时，它会设置 32 位分页(使用硬编码页目录和页表)。然后它检查主机是否支持 PAE 并设置页目录指针表 (PDPT)。但是当我尝试将它加载到 %cr3 时，问题就来了。根据英特尔软件开发人员手册:

Software can transition between 32-bit paging and PAE paging by changing the value of CR4.PAE with MOV to CR4.

于是尝试使用如下代码切换到PAE分页:

movl %cr4, %eax
orl $(1 << 5), %eax
movl %eax, %cr4
movl %ebx, %cr3 // %ebx holds physical address to PDPT

或者，在 Intel 语法(或 NASM)中:

mov eax, cr4
or eax, 1 << 5
mov cr4, eax
mov cr3, ebx // ebx holds physical address to PDPT

但它失败了(在 QEMU 上)。它写入 %cr4，将 %eip 设置为下一条指令，执行它(至少 GDB 这么说)，然后重置。我试着在%cr4之前写入%cr3，但结果还是一样。

然后我尝试通过以下方式切换到 PAE 分页:取消设置 PG -> 设置 PAE -> 写入 %cr3 -> 设置 PG，我成功了。但是我想直接切换到 PAE 寻呼。这怎么可能？

Answer 1

Then I tried to switch to PAE paging by: unset PG -> set PAE -> write to %cr3 -> set PG and I succeeded. But I want switch to PAE paging directly. How is that possible?

这不可能。

如果“普通分页”已经在使用/启用，那么你不能自动启用 PAE 并同时加载 CR3，所以(无论你是先加载 CR3 再加载 CR4，还是先加载 CR4 然后尝试加载 CR3) 无论哪条指令先发生，都会导致 CPU 在获取第二条指令之前崩溃。

唯一的方法是暂时禁用分页。