tp4

TP4 - La pagination

Le but du TP est de bien comprendre la pagination.

Les fichiers cr.h et pagemem.h seront utiles (informations, de structures et de macros, etc.) pour la résolution du TP.

Prérequis théoriques

Concernant la pagination :

• Le bit 31 du registre CR0 permet d'activer ou désactiver la pagination (cf. macro CR0_PG).
• Le registre CR3 sert à stocker l'adresse du Page Directory (PGD).

Notes sur les tableaux et pointeurs en C

void fonction()
{
  int *tab_c = (int*)0x1234;
}

Le compilateur ne sait pas la taille de la zone mémoire adressée et potentiellement vous pouvez accéder à toute la mémoire à partir de cette adresse. Dans une application classique, déclarer un tel pointeur provoquerait à coup sur un crash de l'application car l'adresse 0x1234 n'est jamais disponible pour une application (ex. sous Linux).

Dans notre noyau cela ne pause pas de problème, nous utilisons la mémoire "physique" pour l'instant et nous n'avons pas de notion de tâche avec des espaces d'adressage.

Mise en place de schéma de pagination en identity mapping

Q1* : A l'aide de la fonction get_cr3(), afficher la valeur courante du registre CR3 dans tp.c.

Q2* : Allouer un PGD de type (pde32_t*) à l'adresse physique 0x600000 et mettre à jour CR3 avec cette adresse.

Q3* : Modifier le registre CR0 de sorte à activer la pagination dans tp.c. Que se passe-t-il ? Pourquoi ?

Q4* : Un certain nombre de choses restent à configurer avant l'activation de la pagination. Comme pour le PGD, allouer également une PTB de type (pte32_t*) à l'adresse 0x601000.

Q5* : Le but va être maintenant d'initialiser la mémoire virtuelle en "identity mapping" : les adresses virtuelles doivent être identiques aux adresses physiques. Pour cela :

• Bien étudier les plages d'adresses physiques occupées par le noyau (readelf -e kernel.elf, regarder les program headers).
• Préparer au moins une entrée dans le PGD pour la PTB.
• Préparer plusieurs entrées dans la PTB.

Q6 : Une fois la pagination activée, essayer d'afficher le contenu d'une entrée de votre PTB. Que se passe-t-il ? Trouver la solution pour être capable de modifier les entrées de votre PTB une fois la pagination activée.

Q7* : Avant d'activer la pagination, on souhaiterait faire en sorte que l'adresse virtuelle 0xc0000000 permette de modifier votre PGD après activation de la pagination. Comment le réaliser ?

Quelques exercices supplémentaires de configuration spécifique

Q8 : Faire en sorte que les adresses virtuelles 0x700000 et 0x7ff000 mappent l'adresse physique 0x2000. Affichez la chaîne de caractères à ces adresses virtuelles.

Q9 : Effacer la première entrée du PGD. Que constatez-vous ? Expliquez pourquoi ?