### 背景信息 - **页面表结构**： - 页面大小（`PGSIZE`）：通常为 4KB（4096 字节）。 - 最大虚拟地址（`MAXVA`）：在 Sv39 模式下为 2^39（512GB）。 - 页面表条目（PTE）：包含物理地址（PA）、权限位（读/写/执行等）以及有效位（Valid bit）。 - 三级页面表：PML4（顶级），L2（中间级），L1（最低级），每个页面表包含 512 条目（2^9）。 - 虚拟地址（VA）：39 位，分为 VPN[2]（9 位，顶级索引）、VPN[1]（9 位，中间级索引）、VPN[0]（9 位，最低级索引）和 12 位页面偏移。 - **`print_pgtbl` 函数**： - 打印前 10 个页面（VA 从 `0` 到 `9 * PGSIZE`）和最后 10 个页面（接近 `MAXVA`）的页面表条目。 - 调用 `print_pte`，输出虚拟地址对应的页面表条目信息。 ### 输出分析 以下是提供的输出： ``` xv6 kernel is booting hart 1 starting hart 2 starting page table 0x0000000087f4d000 0: pte 0x0000000021fd2401 pa 0x0000000087f49000 ..0: pte 0x0000000021fd2001 pa 0x0000000087f48000 .. ..0: pte 0x0000000021fd281b pa 0x0000000087f4a000 va 0x0000000000000000 flags RXU .. ..1: pte 0x0000000021fd1c17 pa 0x0000000087f47000 va 0x0000000000000001 flags RWU .. ..2: pte 0x0000000021fd1807 pa 0x0000000087f46000 va 0x0000000000000002 flags RW .. ..3: pte 0x0000000021fd1417 pa 0x0000000087f45000 va 0x0000000000000003 flags RWU 255: pte 0x0000000021fd3001 pa 0x0000000087f4c000 ..511: pte 0x0000000021fd2c01 pa 0x0000000087f4b000 .. ..509: pte 0x0000000021fd5413 pa 0x0000000087f55000 va 0x0000000003fffffd flags RU .. ..510: pte 0x0000000021fd5807 pa 0x0000000087f56000 va 0x0000000003fffffe flags RW .. ..511: pte 0x000000002000180b pa 0x0000000080006000 va 0x0000000003ffffff flags RX init: starting sh ``` #### 1. **输出结构与 `print_pgtbl` 的关联** - 输出由 `print_pgtbl` 函数生成，包含： - **顶级页面表地址**：`page table 0x0000000087f4d000`（根页面表所在的物理地址）。 - **前几个页面表条目**（对应 `for (uint64 i = 0; i < 10; i++)` 循环）： - 打印顶级页面表索引 0 的条目，以及其下级页面表的条目。 - 具体为虚拟地址 `0x0` 到 `0x3000`（前 4 个页面）。 - **最后几个页面表条目**（对应 `for (uint64 i = top - 10; i < top; i++)` 循环）： - 打印顶级页面表索引 255 的条目，以及其下级页面表的最后几个条目（509–511）。 - 对应虚拟地址接近 `MAXVA`（`0x3fffffd` 到 `0x3ffffff`）。 - 输出格式： - 每行表示一个页面表条目，格式为： ``` [索引]: pte [PTE值] pa [物理地址] [va 虚拟地址 flags 权限] ``` - 缩进（`..`）表示页面表层级：顶级（无缩进）、L2（`..`）、L1（`.. ..`）。 - 仅 L1 页面表条目包含虚拟地址（`va`）和权限标志（`flags`）。 #### 2. **页面表条目解析** 页面表条目（PTE）格式（RISC-V Sv39）： - **PTE 结构**：64 位，包含： - 物理页面号（PPN）：44 位（高 44 位，右移 10 位得到物理页面地址）。 - 权限位：V（Valid，有效）、R（Read，读）、W（Write，写）、X（Execute，执行）、U（User，用户态可访问）。 - 其他标志：G（Global）、A（Accessed）、D（Dirty）等。 - **物理地址（PA）**：从 PTE 的 PPN 字段计算，`PA = PPN << 12`。 - **权限标志（flags）**：输出中的 `RXU`、`RWU`、`RW` 等表示权限组合： - `R`：可读，`W`：可写，`X`：可执行，`U`：用户态可访问。 ##### **前 4 个页面（VA 0x0 到 0x3000）** - **顶级页面表（索引 0）**： - `0: pte 0x0000000021fd2401 pa 0x0000000087f49000` - PTE 值：`0x21fd2401`。 - 物理地址：`0x87f49000`（L2 页面表地址）。 - 标志：`0x401` 的低 10 位为 `0x001`，表示 Valid（V=1）。 - **L2 页面表（索引 0）**： - `..0: pte 0x0000000021fd2001 pa 0x0000000087f48000` - PTE 值：`0x21fd2001`。 - 物理地址：`0x87f48000`（L1 页面表地址）。 - 标志：Valid（V=1）。 - **L1 页面表（索引 0–3）**： - `.. ..0: pte 0x0000000021fd281b pa 0x0000000087f4a000 va 0x0000000000000000 flags RXU` - 虚拟地址：`0x0`。 - 物理地址：`0x87f4a000`。 - 标志：`RXU`（Read, Execute, User），`0x1b` = `0b11011`（V=1, R=1, X=1, U=1）。 - 用途：可能是内核代码段（可读、可执行、用户态可访问）。 - `.. ..1: pte 0x0000000021fd1c17 pa 0x0000000087f47000 va 0x0000000000000001 flags RWU` - 虚拟地址：`0x1000`（1 * PGSIZE）。 - 物理地址：`0x87f47000`。 - 标志：`RWU`（Read, Write, User），`0x17` = `0b10111`（V=1, R=1, W=1, U=1）。 - 用途：可能是数据段或堆栈（可读、可写、用户态可访问）。 - `.. ..2: pte 0x0000000021fd1807 pa 0x0000000087f46000 va 0x0000000000000002 flags RW` - 虚拟地址：`0x2000`（2 * PGSIZE）。 - 物理地址：`0x87f46000`。 - 标志：`RW`（Read, Write），`0x07` = `0b00111`（V=1, R=1, W=1）。 - 用途：可能是内核数据（可读、可写，仅内核态）。 - `.. ..3: pte 0x0000000021fd1417 pa 0x0000000087f45000 va 0x0000000000000003 flags RWU` - 虚拟地址：`0x3000`（3 * PGSIZE）。 - 物理地址：`0x87f45000`。 - 标志：`RWU`（Read, Write, User），`0x17` = `0b10111`（V=1, R=1, W=1, U=1）。 - 用途：可能是用户态数据或堆栈。 ##### **最后 3 个页面（VA 0x3fffffd 到 0x3ffffff）** - **顶级页面表（索引 255）**： - `255: pte 0x0000000021fd3001 pa 0x0000000087f4c000` - PTE 值：`0x21fd3001`。 - 物理地址：`0x87f4c000`（L2 页面表地址）。 - 标志：Valid（V=1）。 - **L2 页面表（索引 511）**： - `..511: pte 0x0000000021fd2c01 pa 0x0000000087f4b000` - PTE 值：`0x21fd2c01`。 - 物理地址：`0x87f4b000`（L1 页面表地址）。 - 标志：Valid（V=1）。 - **L1 页面表（索引 509–511）**： - `.. ..509: pte 0x0000000021fd5413 pa 0x0000000087f55000 va 0x0000000003fffffd flags RU` - 虚拟地址：`0x3fffffd000`（接近 MAXVA）。 - 物理地址：`0x87f55000`。 - 标志：`RU`（Read, User），`0x13` = `0b10011`（V=1, R=1, U=1）。 - 用途：可能是用户态只读数据。 - `.. ..510: pte 0x0000000021fd5807 pa 0x0000000087f56000 va 0x0000000003fffffe flags RW` - 虚拟地址：`0x3fffffe000`。 - 物理地址：`0x87f56000`。 - 标志：`RW`（Read, Write），`0x07` = `0b00111`（V=1, R=1, W=1）。 - 用途：可能是内核数据（仅内核态）。 - `.. ..511: pte 0x000000002000180b pa 0x0000000080006000 va 0x0000000003ffffff flags RX` - 虚拟地址：`0x3ffffff000`（MAXVA - PGSIZE）。 - 物理地址：`0x80006000`。 - 标志：`RX`（Read, Execute），`0x0b` = `0b01011`（V=1, R=1, X=1）。 - 用途：可能是内核代码或设备映射（可读、可执行，仅内核态）。 #### 3. **与 `print_pgtbl` 的关联** - **前 10 个页面**： - 输出只显示了虚拟地址 `0x0` 到 `0x3000`（4 个页面），而不是 10 个，可能是因为 `print_pgtbl` 的循环被修改或页面表中只有前 4 个页面有有效映射。 - 虚拟地址计算： - `i * PGSIZE`（`i` 从 0 到 3），与输出中的 `va 0x0`、`0x1000`、`0x2000`、`0x3000` 匹配。 - **最后 10 个页面**： - 输出显示索引 509–511（虚拟地址 `0x3fffffd000` 到 `0x3ffffff000`），对应 `i` 从 `top - 3` 到 `top - 1`。 - 计算 `top`： - `MAXVA = 2^39 = 512GB`，`PGSIZE = 4096`，`top = 512GB / 4096 = 2^27 = 134,217,728`。 - 虚拟地址 `0x3ffffff`（十进制 2^30 - 1）对应页面号 `2^30 / 4096 = 2^18 - 1 = 262,143`。 - 顶级索引：`262,143 >> 18 = 255`（匹配 `255:`）。 - L2 索引：`(262,143 >> 9) & 0x1FF = 511`（匹配 `..511:`）。 - L1 索引：`262,143 & 0x1FF = 511`（匹配 `.. ..511:`）。 - 输出只显示最后 3 个页面（509–511），可能是因为只有这些页面有有效映射。 - **缺失的 `print_pgtbl` 输出**： - 函数应打印 `"print_pgtbl starting\n"` 和 `"print_pgtbl: OK\n"`，但输出中缺失，可能是被其他日志覆盖或函数被修改。 #### 4. **页面表条目含义** - **前 4 个页面**： - 映射到物理地址 `0x87f4a000` 到 `0x87f45000`，连续的物理页面。 - 权限多样（`RXU`、`RWU`、`RW`），表明这些页面用于不同用途： - `RXU`：用户态代码（例如，初始用户程序）。 - `RWU`：用户态数据或堆栈。 - `RW`：内核数据（仅内核态）。 - **最后 3 个页面**： - 映射到物理地址 `0x87f55000` 到 `0x80006000`，不完全连续。 - 权限包括 `RU`（用户态只读）、`RW`（内核读写）、`RX`（内核代码）。 - 最后一个页面（`va 0x3ffffff000`, `pa 0x80006000`）可能是设备内存映射（常见于内核高地址空间）。 - **物理地址**： - 大部分物理地址在 `0x87fxxxxx` 范围内，表明内存分配集中在某一区域。 - 最后一个页面映射到 `0x80006000`，可能是设备寄存器或内核代码的固定映射。