虛擬地址到物理地址
虛擬地址到物理地址
CPU通過(guò)地址來(lái)訪問(wèn)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(guò)地址來(lái)訪問(wèn)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(méi)有MMU(Memory Management Unit，內(nèi)存管理單元)，或者有MMU但沒(méi)有啟用，CPU核在取指令或訪問(wèn)內(nèi)存時(shí)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(jiǎn)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(jiǎn)稱VA)，而MMU將這個(gè)地址翻譯成另一個(gè)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(yè)(Page)為單位的，對(duì)于32位CPU通常一頁(yè)為4K。例如，虛擬地址0xb700 1000~0xb700 1fff是一個(gè)頁(yè)，可能被MMU映射到物理地址0x2000~0x2fff，物理內(nèi)存中的一個(gè)物理頁(yè)面也稱為一個(gè)頁(yè)框(Page Frame)。
內(nèi)核也不能直接訪問(wèn)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(gè)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(gè)差就行了
物理地址(physical address)
用于內(nèi)存芯片級(jí)的單元尋址，與處理器和CPU連接的地址總線相對(duì)應(yīng)。
——這個(gè)概念應(yīng)該是這幾個(gè)概念中最好理解的一個(gè)，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(gè)從0字節(jié)一直到最大空量逐字節(jié)的編號(hào)的大數(shù)組，然后把這個(gè)數(shù)組叫做物理地址，但是事實(shí)上，這只是一個(gè)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(shuō)它是“與地址總線相對(duì)應(yīng)”，是更貼切一些，不過(guò)拋開對(duì)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(duì)應(yīng)，也是可以接受的。也許錯(cuò)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(gè)虛擬地址0x01AF5518, 則轉(zhuǎn)換的過(guò)程如下:
注意: *這里討論的以Windows下普通模式分頁(yè)的情況, 也就是2級(jí)頁(yè)表的情況*
1.首先把虛擬地址拆分成3個(gè)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(yè)目錄索引)00 000 00110, (頁(yè)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(yè)目錄索引 = 6, 頁(yè)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(yè)目錄表基址
Cr3中存放的是物理地址, 這個(gè)物理地址指向進(jìn)程的頁(yè)目錄表基址, 由此可以得到
頁(yè)目錄表基址(PDE) = Cr3 = 0xAA0E5000
3. 計(jì)算頁(yè)表項(xiàng)的地址
頁(yè)表地址存放在頁(yè)目錄表(PDE)中的第6個(gè)項(xiàng)目中, 也就是
[0xAA0E5000 + 4 * 6] = [0xAA0E5018] = 0x3D955867, 其中0x00000867為該頁(yè)表屬性值, PTE = 0x3D955000
3. 計(jì)算頁(yè)面物理地址
我們要找的頁(yè)面在這個(gè)頁(yè)表中的第0x2f5項(xiàng), 所以虛擬地址所在的頁(yè)的物理地址為
[0x3D955000 + 0x2f5 * 4] = [0x3D955BD4] =
假設(shè)[0x3D955BD4] = 0x7095e847, 頁(yè)面的物理地址 x0x7095e000, 0x00000847表示的是頁(yè)面屬性
4. 計(jì)算最終的物理地址
由虛擬地址分離的偏移可以計(jì)算出最終的物理地址為
0x7095E000 + 0x00000518 = 0x7095E518.
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