[原创] Windows 7 x64 虚拟内存管理开篇

发表于: 2022-1-25 18:16 16082

[原创] Windows 7 x64 虚拟内存管理开篇

VirtualCC

2022-1-25 18:16

16082

序

这次打算写一系列的读书笔记。书名是《What makes it Page?》中译可为 Windows分页原理是什么？

Windows 7 x64 虚拟内存管理

书的作者是Enrico Martignetti。书的封面是一个窗户，窗户的英文也是Window，并讲解了窗户的各个组成部分。这本书封面的灵感源自Joe Kaufman's 《What Makes It Go?, Work?, Fly?, Float?》

书中的源代码

源码链接

Windows内核版本

书上是6.1.7600.16385。我的镜像是7601.17514，遇到坑再说吧。

1: kd> lm v m nt
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start             end                 module name
fffff800`0445d000 fffff800`04a47000   nt         (pdb symbols)          C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Debuggers\x86\sym\ntkrnlmp.pdb\3844DBB920174967BE7AA4A2C20430FA2\ntkrnlmp.pdb
    Loaded symbol image file: ntkrnlmp.exe
    Image path: ntkrnlmp.exe
    Image name: ntkrnlmp.exe
    Browse all global symbols  functions  data
    Timestamp:        Sat Nov 20 17:30:02 2010 (4CE7951A)
    CheckSum:         0055CE0C
    ImageSize:        005EA000
    File version:     6.1.7601.17514
    Product version:  6.1.7601.17514
    File flags:       0 (Mask 3F)
    File OS:          40004 NT Win32
    File type:        1.0 App
    File date:        00000000.00000000
    Translations:     0409.04b0
    Information from resource tables:
        CompanyName:      Microsoft Corporation
        ProductName:      Microsoft® Windows® Operating System
        InternalName:     ntkrnlmp.exe
        OriginalFilename: ntkrnlmp.exe
        ProductVersion:   6.1.7601.17514
        FileVersion:      6.1.7601.17514 (win7sp1_rtm.101119-1850)
        FileDescription:  NT Kernel & System
        LegalCopyright:   © Microsoft Corporation. All rights reserved.

[原创] Windows 7 x64 虚拟内存管理开篇

序

Windows 7 x64 虚拟内存管理

书中的源代码

Windows内核版本

目录

第一部分 Intel 架构基础

1 简介

2 权限级别

2.1 权限级别的定义

2.2 代码权限级别

2.3 环的定义

2.4 权限级别的转换

2.4.1 权限控制指令

2.4.2 硬件中断

2.4.3 处理器异常

3 栈

3.1 基本概念

3.2 0环栈 vs 3环栈

4 中断和异常

4.1 中断

4.1.1 中断的处理

4.1.2 中断返回

4.1.3 栈切换上的权限级别变化

4.2 异常

4.2.1 基本概念

4.2.2 处理器异常 vs Windows异常

4.2.3 异常的分类

4.2.3.1 异常

4.2.3.2 陷阱

4.2.3.3 中止

4.3 Interruptions

4.4 软中断

4.4.1 基本概念

4.4.2 处理器软中断 vs Windows 软中断

5 分页

5.1 分页概述

5.2 地址转换

5.2.1 地址转换概述

5.2.2 编码地址形式

5.2.3 虚拟地址到物理地址的转换

5.2.3.1 有效地址和无效地址

5.2.3.2 访问无效地址

5.2.3.3 有效地址的转换

5.2.3.4 物理地址变得无意义

5.2.3.5 多级地址空间

5.2.3.6 PxE映射范围

5.2.3.7 有效的PxE结构

5.2.3.8 大页的有效PDE

5.2.3.9 无效的PxEs

5.2.3.10 为什么有这些分页结构

5.2.3.11 TLB概述喝分页结构缓存

6 缓存控制

6.1 内存缓存是怎么被控制的

6.2 内存类型

6.2.1 回写型 (WB)

6.2.2 合并写型 (WC)

6.2.3 非缓存型(UC)

6.3 内存类型范围寄存器(MTRR)

6.4 页属性表 (PAT)

7 MSR寄存器

第二部分 Windows 内核基础

8 简介

9 用户模式和内核模式

10 IRQL

10.1 IRQL的定义

10.2 IRQL对代码执行的影响

10.2.1 简介

10.2.2 对处理器的影响

10.2.3 对线程的影响

10.2.3.1 IRQL大于等于2的中断

10.2.3.2 IRQL 为 1的中断

10.2.4 IRQL 为 1时的处理器线程切换

10.2.5 用户模式代码

10.2.6 编写中断处理函数的黄金法则

10.2.7 权限的提升和下降

11 软中断

11.1 基本概念

11.2 APC中断

11.3 DPC中断

第三部分内存管理基础

第四部分用户范围内存管理