如何在页面目录条目中正确设置权限？

Question

首先：这个问题是关于 IA-32 (x86) 架构的。

我有一个关于旧式（非 PSE、非 PAE）分页的问题。在遗留分页中，我们有一个包含 1024 个条目的页面目录，每个条目都指向一个页表。每个页表包含 1024 个条目（这些是页），每个条目指向一个 4096 字节对齐的物理地址。

同时，每个单独的页目录条目和页表条目都有一些标志，并且它们都有一个'U'标志（位#2）：如果设置了这个标志，那么两个用户都可以访问该页面（ ring3）和主管（ring0）；但是，如果未设置此标志，则只有主管（ring0）可以访问它。此标志通常称为“用户/主管位”。

问题：如果我想在同一个页表中同时拥有 ring0 和 ring3 页，我应该怎么做？我可以在页表中设置相应权限的条目，但是对应的页目录条目应该指定什么权限呢？

例如：我设置了第一个页表（虚拟地址范围：0x00000000 - 0x003FFFFF）来映射物理地址范围 0x00000000 - 0x003FFFFF（这包括 4 兆字节）。第一个兆字节（0x00000000 - 0x000FFFFF）应该只能由主管（ring0）访问，因此，“用户/主管位”被清除。用户 (ring3) 和主管 (ring0) 都应该可以访问以下三兆字节 (0x00100000 - 0x003FFFFF)，因此设置了“用户/主管位”。

此页表由第一个页目录条目指向。但是该页面目录条目的“用户/主管位”应该被清除（仅主管）或设置（用户和主管）？有什么区别？

Answer 1

CPU 将在页目录条目 (PDE) 或页表条目 (PTE) 中使用最严格的特权。如果一个 PDE 具有主管权限，那么无论单个 PTE 使用什么，它下面的所有页表都将具有主管权限。如果 PDE 具有 User 权限级别，则 PTE 的保护级别决定了最终的权限级别。

此行为在Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual Volume 3A 中定义。

4.11.4 结合两级页表保护

对于任何一个页面，其页面目录项的保护属性（第一级 页表）可能与其页表条目（二级页表）不同。 处理器在其页面目录和页面目录中检查页面的保护 页表条目。表 4-3 显示了清除 WP 标志时可能的保护属性组合所提供的保护。

表 4-3 显示为：

问题答案：如果您想在特定 PDE 下混合具有用户和主管权限的页面，则将 PDE 设置为用户权限，并相应地设置 PTE（用户或主管）。