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  • CR0寄存器

    2CR0中保护控制位
    (1)PE:CR0的位0是启用保护(Protection Enable)标志。当设置该位时即开启了保护模式;当复位时即进入实地址模式。这个标志仅开启段级保护,而并没有启用分页机制。若要启用分页机制,那么PE和PG标志都要置位。
    (2)PG:CR0的位31是分页(Paging)标志。当设置该位时即开启了分页机制;当复位时则禁止分页机制,此时所有线性地址等同于物理地址。在开启这个标志之前必须已经或者同时开启PE标志。即若要启用分页机制,那么PE和PG标志都要置位。
    (3)WP:对于Intel 80486或以上的CPU,CR0的位16是写保护(Write Proctect)标志。当设置该标志时,处理器会禁止超级用户程序(例如特权级0的程序)向用户级只读页面执行写操作;当该位复位时则反之。该标志有利于UNIX类操作系统在创建进程时实现写时复制(Copy on Write)技术。
    (4)NE:对于Intel 80486或以上的CPU,CR0的位5是协处理器错误(Numeric Error)标志。当设置该标志时,就启用了x87协处理器错误的内部报告机制;若复位该标志,那么就使用PC形式的x87协处理器错误报告机制。当NE为复位状态并且CPU的IGNNE输入引脚有信号时,那么数学协处理器x87错误将被忽略。当NE为复位状态并且CPU的IGNNE输入引脚无信号时,那么非屏蔽的数学协处理器x87错误将导致处理器通过FERR引脚在外部产生一个中断,并且在执行下一个等待形式浮点指令或WAIT/FWAIT指令之前立刻停止指令执行。CPU的FERR引脚用于仿真外部协处理器80387的ERROR引脚,因此通常连接到中断控制器输入请求引脚上。NE标志、IGNNE引脚和FERR引脚用于利用外部逻辑来实现PC形式的外部错误报告机制。
    启用保护模式PE(Protected Enable)位(位0)和开启分页PG(Paging)位(位31)分别用于控制分段和分页机制。PE用于控制分段机制。如果PE=1,处理器就工作在开启分段机制环境下,即运行在保护模式下。如果PE=0,则处理器关闭了分段机制,并如同8086工作于实地址模式下。PG用于控制分页机制。如果PG=1,则开启了分页机制。如果PG=0,分页机制被禁止,此时线性地址被直接作为物理地址使用。
    如果PE=0、PG=0,处理器工作在实地址模式下;如果PG=0、PE=1,处理器工作在没有开启分页机制的保护模式下;如果PG=1、PE=0,此时由于不在保护模式下不能启用分页机制,因此处理器会产生一个一般保护异常,即这种标志组合无效;如果PG=1、PE=1,则处理器工作在开启了分页机制的保护模式下。
    当改变PE和PG位时,必须小心。只有当执行程序至少有部分代码和数据在线性地址空间和物理地址空间中具有相同地址时,我们才能改变PG位的设置。此时这部分具有相同地址的代码在分页和未分页世界之间起着桥梁的作用。无论是否开启分页机制,这部分代码都具有相同的地址。另外,在开启分页(PG=1)之前必须先刷新页高速缓冲TLB。
    在修改该了PE位之后程序必须立刻使用一条跳转指令,以刷新处理器执行管道中已经获取的不同模式下的任何指令。在设置PE位之前,程序必须初始化几个系统段和控制寄存器。在系统刚上电时,处理器被复位成PE=0和PG=0(即实模式状态),以允许引导代码在启用分段和分页机制之前能够初始化这些寄存器和数据结构。
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