保护模式进阶 — 内存检测与页表机制

@烩面 14/01/2026

《操作系统真相还原》学习笔记：BIOS 内存检测的三种方法，以及一级/二级页表的原理与启动分页机制。

获取内存的方法

遍历主机上全部内存，每次调用返回一个地址范围描述符。

分别检测低 15MB 和 16MB～4GB 的内存，最大支持 4GB。

最多检测出 64MB 内存，实际内存超过此容量也按 64MB 返回。

通过映射，使连续的线性地址与任意物理内存地址相关联，逻辑上连续的线性地址其对应的物理地址可以不连续。

整个虚拟地址空间被划分成许多虚拟页（4KB 一页）。页表中每个元素（页表项）记录一个虚拟页对应的物理页框号 + 控制位。

将 32 位虚拟地址拆分为两部分：高 20 位用于定位一个物理页，低 12 位用于定位物理页内的偏移。

将 32 位虚拟地址拆分成三部分：

VA (32位) = | 页目录索引 10位 | 页表索引 10位 | 页内偏移 12位 |

最终物理地址计算：高 10 位地址 × 4 + 中间 10 位地址 × 4 + 低 12 位偏移

标志	含义
P	存在位，1=该页在物理内存中，0=不在物理内存中
RW	读写位，1=可读可写，0=可读不可写
US	权限位，1=任何权限可访问，0=只允许 3 以上的权限访问
PWT	页级通写位，1=采用通写方式（不光是普通内存，还是高速缓存）
PCD	高速缓存禁止位，1=启用，0=禁止
A	访问位，1=已被 CPU 访问过，可以表示该页使用频率
D	脏页位，CPU 对一个页面执行写操作时设为 1，页目录不做修改
PAT	页属性表位
G	全局位，为 1 为全局页，给出虚拟地址就知道物理地址
AVL	软件可用位