invlpg汇编指令有什么用

invlpg是用来使处理器无效化指定页表项所对应的页表项缓存（Translation Lookaside Buffer，简称TLB）的指令，这样可以强制处理器重新读取页表中的内容，保证页表的正确性。在操作系统中，当修改了某个虚拟地址所对应的物理地址时，为了保证修改后的地址能够正确映射，需要使用invlpg指令来使处理器重新读取页表中的内容，更新TLB缓存。

相关问题

请给一个invlpg汇编指令的使用例子

invlpg指令用于使特定虚拟地址对应的页表项失效，从而强制CPU重新从内存中读取该页表项。以下是一个invlpg指令的使用例子：

mov eax, 0x12345678  ; 将虚拟地址0x12345678存储在eax寄存器中
invlpg [eax]         ; 使虚拟地址eax对应的页表项失效

这个例子中，mov指令将虚拟地址0x12345678存储在eax寄存器中，然后invlpg指令使用[eax]操作数使该虚拟地址对应的页表项失效。这将强制CPU重新从内存中读取该页表项，以确保该地址处的数据是最新的。

假设32位的虚拟地址和物理地址，系统使用二级页表机制，页面大小为4KB， 虚拟地址高10位用于页目录表索引；中间10位用于页表索引，页表项的第1低位（从0开 始），是1表示可写，是0表示只读；函数V2P(x)可将逻辑地址转换为物理地址,u8和u32 分别为8位和32位无符号整数类型。已知进程页目录表base的虚拟地址为x（如x= task_struct->mm_struct->pdg）。问，修改此进程变量u8a为只读，需要怎样修改页表？用 c语言表达。

要将变量u8a设置为只读，需要将对应的页表项的第1低位（从0开始）设置为0，表示只读。

假设变量u8a的虚拟地址为va，对应的物理地址为pa，可以先通过页目录表和页表找到va所在的页表项，然后修改该页表项的第1低位。具体的实现过程如下：

#define PAGE_SIZE 4096
#define PAGE_MASK (~(PAGE_SIZE - 1))
#define PGDIR_SHIFT 22
#define PGDIR_SIZE (1 << PGDIR_SHIFT)
#define PGDIR_MASK (~(PGDIR_SIZE - 1))
#define PTE_SHIFT 12
#define PTE_SIZE (1 << PTE_SHIFT)
#define PTE_MASK (~(PTE_SIZE - 1))

// 获取虚拟地址va对应的页目录表项的地址
unsigned int* get_pgd_entry(unsigned int* pgd_base, unsigned int va) {
    return pgd_base + (va >> PGDIR_SHIFT);
}

// 获取虚拟地址va对应的页表项的地址
unsigned int* get_pte_entry(unsigned int* pgd_base, unsigned int va) {
    unsigned int* pgd_entry = get_pgd_entry(pgd_base, va);
    if (!(*pgd_entry & 1)) { // 页目录表项不存在
        return NULL;
    }
    unsigned int* pt_base = (unsigned int*)((*pgd_entry & PGDIR_MASK) + 0x80000000);
    return pt_base + ((va >> PTE_SHIFT) & 0x3ff);
}

// 将虚拟地址va对应的页表项设置为只读
void set_page_readonly(unsigned int* pgd_base, unsigned int va) {
    unsigned int* pte_entry = get_pte_entry(pgd_base, va);
    if (pte_entry) { // 页表项存在
        *pte_entry &= ~1; // 将第1低位置0，表示只读
        // 刷新TLB
        asm volatile("invlpg (%0)" :: "r" (va & PAGE_MASK) : "memory");
    }
}

// 将变量u8a设置为只读
void set_u8a_readonly(unsigned char* u8a, unsigned int* pgd_base) {
    unsigned int va = (unsigned int)u8a;
    set_page_readonly(pgd_base, va);
}

其中，get_pgd_entry函数用于获取虚拟地址va对应的页目录表项的地址；get_pte_entry函数用于获取虚拟地址va对应的页表项的地址；set_page_readonly函数用于将虚拟地址va对应的页表项设置为只读；set_u8a_readonly函数用于将变量u8a设置为只读，它调用了set_page_readonly函数。注意，在修改页表后，需要刷新TLB以确保新的映射关系生效。