Режим pae – расширенной (36-разрядной) адресации

Если процессор работает в режиме формирования расширенных 36-разрядных адресов (в регистре CR4 установлено значение бита РАЕ=1), то процедура формирования физического адреса несколько осложняется (см. рис.$.4). Это связано с тем, что элементы каталога и таблиц увеличены для хранения дополнительных битов расширенного адреса, и таким образом, в каталоге и таблицах теперь меньше элементов.

Линейный адрес

31

30

29

21

20

0

Directory pointer

Directory

Offset

2

9

21

Таблица указателей

каталогов (Page Di­rectory Pointer Table

Каталог страниц (Page Directory)

2M-байтная страница

Физический

Элемент таблицы

Элемент

адрес

указателей (PDPT)

каталога (PDE)

Начало

Начало таблицы

Начало каталога

страницы

27

CR3 (PDPTE)

Рис. $.4б. Формирование 36-разрядного физического адреса при страничной организации памяти для 2MB страниц.

При расширенной адресации, размеры элементов каталога и страниц увеличиваются вдвое и т.о. вдвое уменьшается количество элементов в каждой таблице и каталоге. В этом случае вводится дополнительная таблица указателей каталогов (Page Directory Pointer Table), с помощью которой адресуется каталог разделов (при использовании стандартных страниц 4KB, рис.$.4а) или каталог страниц (при использовании расширенных страниц 2MB, рис.$.4б). Для обращения к таблице каталогов в линейном адресе выделяется 2-разрядное поле Directory Pointer. В целом, процедура трансляции производится так же, как описано выше для формирования 32-разрядных адресов. Отличия состоят в том, что выполняется дополнительный этап трансляции с обращением к таблице каталогов, а также из CR3 передается не 20-битный адрес каталога страниц, а 27-битный адрес таблицы указателей каталогов страниц (см. рис. $2б).

Форматы элементов каталогов и таблиц, используемых при расширенной адресации, показаны на рис. $.5.

	63	36	35		12							11	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
а)	Резерви­ровано (=0)		Базовый адрес каталога страниц									Avail		Резерви­ровано				P C D	P W T	Рез.		1
	63	36	35		12							11	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
б)	Резерви­ровано (=0)		Базовый адрес таблицы страниц									Avail		0	0	0	A	P C D	P W T	U / S	R / W	P
	63	36	35		12							11	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
в)	Резерви­ровано (=0)		Базовый адрес страницы									Avail		G	P A T	D	A	P C D	P W T	U / S	R / W	P
	63	36	35	21		20		13			12	11	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
г)	Резерви­ровано (=0)		Базовый адрес страницы			Резерви­ровано (=0)					P A T	Avail		G	1	D	A	P C D	P W T	U / S	R / W	P

Рис. $.5. Формат элемента таблицы указателей каталогов страниц PDPT (а), элемента каталога страниц PDE (б), и элемента таблицы страниц PTE (в) для 4KB страниц, а также элементов таблицы указателей каталогов страниц PDPT (а) и элементов каталога страниц PDE для 2MB страниц (г) при 36-разрядном адресе

Элементы содержат 64 бита (часть из них резервирована), назначение которых аналогично соответствующим битам указателей при стандартной 32-разрядной адресации (рис.$.3). Указатели имеют поля, в которых хранятся старшие разряды 36-разрядных базовых адресов каталогов, разделов и страниц. С помощью страничной трансляции формируется 36-разрядный физический адрес инструкции или операнда.

Отметим, что расширенная разрядность адреса реализуется только при использовании страничной адресации, когда установлены значения битов PG=PAE=1.

Также отметим, что аналогично тому, что 4KB страницы выровнены на границу 4KB, точно также 2MB и 4MB страницы выровнены на границы 2MB и 4MB соответственно.