Selecting Memory Types From PAT on IA32

在当前的处理器中，memory type是根据PAT和MTTR两者来选择的, 具体的映射关系见IA32手册第三卷的10.5.2.2 Selecting Memory Types for Pentium III and More Recent Processor Families

对于memory type的描述，请参考IA32中的5种caching type(也叫memory type)

对于MTRRs和PAT

MTRRs: The memory type range registers (MTRRs) provide a mechanism for associating the memory types with physical-address ranges in system memory.

PAT: The Page Attribute Table (PAT) extends the IA-32 architecture’s page-table format to allow memory types to be assigned to regions of physical memory based on linear address mappings.     

简单来说PAT是作用于页表上的，基于虚拟地址的。而MTRRs是作用于物理地址上的.

这里只简单说一下PAT的规则

1. IA32_CR_PAT MSR寄存器是位于277H偏移地址的MSR寄存器，它是一个64bits可编程的寄存器，包含8个页属性域，PA0~PA7,如下图
   
   PA0~PA7的值与memory type之间的关系如下表定义
   
2. 在page table或者page-directory entry中的PAT, PCD, PWT三位是用了确定是PA0~PA7的。如下图
   

下面是一个用Windbg观察PAT的例子。

首先我们得到IA32_CR_PAT MSR的值

0: kd> rdmsr 277H
msr[277] = 00070106`00070106

根据table 10-10, 那么00代表UC, 07代表UC-, 01代表WC, 06代表WB.

也就是说

PAT0的值是06,代表WB

PAT1的值是01,代表WC

PAT2的值是07,代表UC-

PAT3的值是00,代表UC  

其实Windbg还有一个专门的命令，直接打印PAT

0: kd> !pat
PAT_Index PCD PWT     Memory Type
0         0   0       WB     
0         0   1       USWC   
0         1   0       WEAK_UC
0         1   1       STRONG_UC
1         0   0       WB     
1         0   1       USWC   
1         1   0       WEAK_UC
1         1   1       STRONG_UC

那么对于特定的某个虚拟地址，我们使用!pte这个命令

kd> !pte 0f2c430c  //这里0f2c430c就是我关心的虚拟地址。
VA 0f2c430c
PDE at 00000000C06003C8 PTE at 00000000C0079620
contains 000000001C690867 contains 800000001CE9586F
需要看PTE(page table entry)中的PAT(bit 7), PCD(bit 4), PWT(bit 3)位。
1: kd> .formats 1CE9586F
Evaluate expression:
Hex: 1ce9586f
Decimal: 485054575
Octal: 03472254157
Binary: 00011100 11101001 01011000 01101111
所以pat = 0,pcd = 0,pwt = 1

对应于001,也就是PAT1代表的WC内存