​ IA-32e模式下，虚拟地址宽度为64位，但只有低48位有效，最多可以寻址256TB，高16位用作符号拓展（全0或全1）。CPU 分页机制变为4级，分别对应 PML4、PDPT、PD、PT，并将48位虚拟地址按 9-9-9-9-12 索引格式划分。

其中，Cr3 寄存器中的物理地址指向 PML4 表的首地址。上图中表项均占8个字节，物理页面大小仍然为4KB。

Windbg 中手动拆分64位虚拟地址，并按照上面的分页规则计算出物理地址。实验选用 idt 表首地址进行拆分。（在计算物理地址时，需要对页表项的属性位清0。）

将虚拟地址按照 9-9-9-9-12 格式划分（注意低48位有效）

访问 Cr3 + PML4I * 8 指向的物理地址得到 PDPTE 的物理地址

访问 PDPTE + PDPTI * 8 指向的物理地址得到 PTE 的物理地址

访问 PTE + PTI * 8 指向的物理地址得到 PDE 的物理地址

访问 PDE + PDI * 8 指向的物理地址得到物理页面

访问 物理页面 + Offset 指向的物理地址得到内容

与访问虚拟内存得到的结果一致。

​ 在64位模式下，高等级页表项都指向低等级页表项的物理地址，依次类推，直到最低级别页表项，即可获取物理页面进而读取内容。在此过程中 Cr3 寄存器中存储了最高级页表（PML4）的表基物理地址。为了更好的管理这些页表，微软采取了最高级页表基址自映射的方式实现仅仅利用8字节物理内存，就可以在每次访问分页管理相关的内存时，少做一次页表查询操作来优化速度。

​ 在四级页表的最高级 PML4 页表中存在一项，里面保存了 PML4 页表的表基物理地址，即 Cr3 。假设这一项在 PML4 表中的索引为 0x100，如下图所示：

此时满足：（ ![物理地址] 表示读取物理地址的内容）

用于分页管理的物理页面大小总计 512 512 512 * 4KB = 512GB，而一个 PML4 表项恰好可以管理512GB内存。

PML4 表中索引位置0x100的元素用于内存管理且满足上述关系，那么此时用于内存管理的虚拟地址空间为：

按照 9-9-9-9-12 分页方式去拆分上述边界物理地址：（只使用低48位）

常规查询流程：

根据上述等式，![Cr3 + 0x100 * 8] = Cr3，所以查询流程变为：

很神奇，查询页表操作由四次变成了三次，效率大大提升。而且只是使用了8字节的物理地址空间来保存 Cr3 。下图展示了优化后的查询过程：

为了写代码方便读写页表属性，四级页表都应该有自己的表基虚拟地址，以便访问其中的元素。

PML4 页表基址有两个特点：

假设该虚拟地址按照 9-9-9-9-12 分页规则拆分得到的索引依次为 x、y、z、r，根据页表解析规则：

还需要满足 ![Cr3 + x * 8] = Cr3，所以当 x = y = z = r 的时候上述条件均满足。

PDPT 页表基址有两个特点：

假设该虚拟地址按照 9-9-9-9-12 分页规则拆分得到的索引依次为 x、y、z、r，根据页表解析规则：

还需要满足 ![Cr3 + x * 8] = Cr3，所以当 x = y = z 且 r = 0 的时候上述条件均满足。

​ 方法同理。

页内偏移均为0

​ 上面得到结论中的 Index 就是自映射表项在 PML4 表中的索引，这个值的变化就是造成各级页表基址变化的原因。

系统重启前的 PML4 基址：

系统重启后的PML4基址：

​ 页表基址随机化导致写代码读写页表属性变得不方便，但可以利用页表自映射的一些结论来获取 PML4 表基址。PML4 表基址的内容为Cr3的值，并且位于 PML4 表所在的页面内。因为Cr3里保存了 PML4 的表基物理地址，所以可以通过映射Cr3物理地址的虚拟地址，遍历这个虚拟地址页面的512个地址，哪个地址符合上述条件，哪个地址就是 PML4 表基址。下面给出驱动代码实现：

得到了 PML4 表基址，就可以得到 Index 索引值，其他各级页表基址也就都可以得到了。

得到了 PML4 表基址，就可以得到 Index 索引值，其他各级页表基址也就都可以得到了。

Getting Physical: Extreme abuse of Intel based Paging Systems - Part 2 - Windows (coresecurity.com)

关于WIndows内核自映射方案的通俗解释 - SivilTaram - 博客园 (cnblogs.com)

[原创]逆向TesSafe.sys有感：鹅厂是如何定位随机化的PTE_BASE-软件逆向-看雪论坛-安全社区|安全招聘|bbs.pediy.com

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