虛擬地址到物理地址

時間：2016-04-05 12:01:39 春健736由分享

虛擬地址到物理地址

　　CPU通過地址來訪問內(nèi)存中的單元，地址有虛擬地址和物理地址之分。那么虛擬地址到物理地址，怎么轉(zhuǎn)換?學(xué)習(xí)啦小編整理了修改硬盤物理地址的相關(guān)資料。供大家參考!

　　虛擬地址到物理地址參考如下

　　虛擬地址和物理地址的概念

　　CPU通過地址來訪問內(nèi)存中的單元，地址有虛擬地址和物理地址之分，如果CPU沒有MMU(Memory Management Unit，內(nèi)存管理單元)，或者有MMU但沒有啟用，CPU核在取指令或訪問內(nèi)存時發(fā)出的地址將直接傳到CPU芯片的外部地址引腳上，直接被內(nèi)存芯片(以下稱為物理內(nèi)存，以便與虛擬內(nèi)存區(qū)分)接收，這稱為物理地址(Physical Address，以下簡稱PA)，如下圖所示。

　　物理地址示意圖

　　如果CPU啟用了MMU，CPU核發(fā)出的地址將被MMU截獲，從CPU到MMU的地址稱為虛擬地址(Virtual Address，以下簡稱VA)，而MMU將這個地址翻譯成另一個地址發(fā)到CPU芯片的外部地址引腳上，也就是將虛擬地址映射成物理地址，如下圖所示[1]。

　　虛擬地址示意圖

　　MMU將虛擬地址映射到物理地址是以頁(Page)為單位的，對于32位CPU通常一頁為4K。例如，虛擬地址0xb700 1000~0xb700 1fff是一個頁，可能被MMU映射到物理地址0x2000~0x2fff，物理內(nèi)存中的一個物理頁面也稱為一個頁框(Page Frame)。

　　內(nèi)核也不能直接訪問物理地址.但因?yàn)閮?nèi)核的虛擬地址和物理地址之間只是一個差值0xc0000000的區(qū)別,所以從物理地址求虛擬地址或從虛擬地址求物理地址很容易,+-這個差就行了

　　物理地址(physical address)

　　用于內(nèi)存芯片級的單元尋址，與處理器和CPU連接的地址總線相對應(yīng)。

　　——這個概念應(yīng)該是這幾個概念中最好理解的一個，但是值得一提的是，雖然可以直接把物理地址理解成插在機(jī)器上那根內(nèi)存本身，把內(nèi)存看成一個從0字節(jié)一直到最大空量逐字節(jié)的編號的大數(shù)組，然后把這個數(shù)組叫做物理地址，但是事實(shí)上，這只是一個硬件提供給軟件的抽像，內(nèi)存的尋址方式并不是這樣。所以，說它是“與地址總線相對應(yīng)”，是更貼切一些，不過拋開對物理內(nèi)存尋址方式的考慮，直接把物理地址與物理的內(nèi)存一一對應(yīng)，也是可以接受的。也許錯誤的理解更利于形而上的抽像。

　　虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換步驟

　　已知一個虛擬地址0x01AF5518, 則轉(zhuǎn)換的過程如下:

　　注意: *這里討論的以Windows下普通模式分頁的情況, 也就是2級頁表的情況*

　　1.首先把虛擬地址拆分成3個部分(低12位, 中10位, 高10位), 換成2進(jìn)制如下:

　　-> 0000 0001 1010 1111 0101 0101 0001 1000

　　按照10, 10, 12的位數(shù)重新排列后

　　-> (頁目錄索引)00 000 00110, (頁表項(xiàng)索引)10 1111 0101, (偏移)0101 0001 1000

　　換算成十六進(jìn)制后可以得到如下結(jié)果

　　頁目錄索引 = 6, 頁表項(xiàng)索引 = 0x2f5 , 偏移 = 0x518

　　2. 根據(jù)當(dāng)前的CR3寄存器中的物理地址定位頁目錄表基址

　　Cr3中存放的是物理地址, 這個物理地址指向進(jìn)程的頁目錄表基址, 由此可以得到

　　頁目錄表基址(PDE) = Cr3 = 0xAA0E5000