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Vol. 3A v
CONTENTS
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4.9.3 Caching Paging-Related Information about Memory Typing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-38
4.10 CACHING TRANSLATION INFORMATION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-38
4.10.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Translation Lookaside Buffers (TLBs)4-39
4.10.1.1 Page Numbers, Page Frames, and Page Offsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-39
4.10.1.2 Caching Translations in TLBs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-40
4.10.1.3 Details of TLB Use. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-40
4.10.1.4 Global Pages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-41
4.10.2 Paging-Structure Caches. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-41
4.10.2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Caches for Paging Structures4-41
4.10.2.2 Using the Paging-Structure Caches to Translate Linear Addresses . . . . . . . . . . . . .4-44
4.10.2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Multiple Cached Entries for a Single Paging-Structure Entry4-45
4.10.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Invalidation of TLBs and Paging-Structure Caches4-46
4.10.3.1 Operations that Invalidate TLBs and Paging-Structure Caches . . . . . . . . . . . . . . . . .4-46
4.10.3.2 Recommended Invalidation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-47
4.10.3.3 Optional Invalidation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-48
4.10.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . Propagation of Paging-Structure Changes to Multiple Processors4-49
4.11 INTERACTIONS WITH VIRTUAL-MACHINE EXTENSIONS (VMX). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-51
4.11.1 VMX Transitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-51
4.11.2 VMX Support for Address Translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4-51
4.12 USING PAGING FOR VIRTUAL MEMORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-52
4.13 MAPPING SEGMENTS TO PAGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-52
CHAPTER 5
PROTECTION
5.1 ENABLING AND DISABLING SEGMENT AND PAGE PROTECTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1
5.2 FIELDS AND FLAGS USED FOR SEGMENT-LEVEL AND
PAGE-LEVEL PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2
5.2.1 Code Segment Descriptor in 64-bit Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-5
5.3 LIMIT CHECKING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-6
5.3.1 Limit Checking in 64-bit Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-7
5.4 TYPE CHECKING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-7
5.4.1 Null Segment Selector Checking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-9
5.4.1.1 NULL Segment Checking in 64-bit Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-9
5.5 PRIVILEGE LEVELS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-9
5.6 PRIVILEGE LEVEL CHECKING WHEN ACCESSING DATA SEGMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-11
5.6.1 Accessing Data in Code Segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-14
5.7 PRIVILEGE LEVEL CHECKING WHEN LOADING THE SS REGISTER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-14
5.8 PRIVILEGE LEVEL CHECKING WHEN TRANSFERRING PROGRAM CONTROL BETWEEN CODE
SEGMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-14
5.8.1 Direct Calls or Jumps to Code Segments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-15
5.8.1.1 Accessing Nonconforming Code Segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-16
5.8.1.2 Accessing Conforming Code Segments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-17
5.8.2 Gate Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-18
5.8.3 Call Gates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-19
5.8.3.1 IA-32e Mode Call Gates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-20
5.8.4 Accessing a Code Segment Through a Call Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-22
5.8.5 Stack Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-25
5.8.5.1 Stack Switching in 64-bit Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-28
5.8.6 Returning from a Called Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-28
5.8.7 Performing Fast Calls to System Procedures with the
SYSENTER and SYSEXIT Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5-30