虛擬地址映射到物理地址怎么做

　　在確保訪問(wèn)的數(shù)據(jù)已在物理內(nèi)存中后，還需要先將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址，即"地址映射"，那么虛擬地址映射到物理地址怎么做呢?今天學(xué)習(xí)啦小編與大家分享下虛擬地址映射到物理地的具體操作步驟，有需要的朋友不妨了解下。

　　虛擬地址映射到物理地址方法

　　Win32通過(guò)一個(gè)兩層的表結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)地址映射，因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程都擁有私有的4G的虛擬內(nèi)存空間，相應(yīng)的，每個(gè)進(jìn)程都有自己的層次表結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其地址映射。

　　第一層稱為頁(yè)目錄，實(shí)際就是一個(gè)內(nèi)存頁(yè)，Win32的內(nèi)存頁(yè)有4KB大小，這個(gè)內(nèi)存頁(yè)以4個(gè)字節(jié)分為1024項(xiàng)，每一項(xiàng)稱為“頁(yè)目錄項(xiàng)”(PDE);

　　第二層稱為頁(yè)表，這一層共有1024個(gè)頁(yè)表，頁(yè)表結(jié)構(gòu)與頁(yè)目錄相似，每個(gè)頁(yè)表也都是一個(gè)內(nèi)存頁(yè)，這個(gè)內(nèi)存頁(yè)以4KB的大小被分為1024項(xiàng)，頁(yè)表的每一項(xiàng)被稱為頁(yè)表項(xiàng)(PTE)，易知共有1024×1024個(gè)頁(yè)表項(xiàng)。每一個(gè)頁(yè)表項(xiàng)對(duì)應(yīng)一個(gè)物理內(nèi)存中的某一個(gè)“內(nèi)存頁(yè)”，即共有1024×1024個(gè)物理內(nèi)存頁(yè)，每個(gè)物理內(nèi)存頁(yè)為4KB，這樣就可以索引到4G大小的虛擬物理內(nèi)存。

　　如下圖所示(注下圖中的頁(yè)目錄項(xiàng)的大小應(yīng)該是4個(gè)字節(jié)，而不是4kB)：

　　Win32提供了4GB大小的虛擬地址空間。因此每個(gè)虛擬地址都是一個(gè)32位的整數(shù)值，也就是我們平時(shí)所說(shuō)的指針，即指針的大小為4B。它由三部分組成，如下圖：

　　這三個(gè)部分的第一部分，即前10位為頁(yè)目錄下標(biāo)，用來(lái)尋址頁(yè)目錄項(xiàng)，頁(yè)目錄項(xiàng)剛好1024個(gè)。找到頁(yè)目錄項(xiàng)后，找對(duì)頁(yè)目錄項(xiàng)對(duì)應(yīng)的的頁(yè)表。第二部分則是用來(lái)在頁(yè)表內(nèi)尋址，用來(lái)找到頁(yè)表項(xiàng)，共有1024個(gè)頁(yè)表項(xiàng)，通過(guò)頁(yè)表項(xiàng)找到物理內(nèi)存頁(yè)。第三部分用來(lái)在物理內(nèi)存頁(yè)中找到對(duì)應(yīng)的字節(jié)，一個(gè)頁(yè)的大小是4KB，12位剛好可以滿足尋址要求。

　　具體的例子：

　　假設(shè)一個(gè)線程正在訪問(wèn)一個(gè)指針(Win32的指針指的就是虛擬地址)指向的數(shù)據(jù)，此指針指為0x2A8E317F,下圖表示了這一個(gè)過(guò)程:

　　0x2A8E317F的二進(jìn)制寫法為0010101010_0011100011_000101111111，為了方便我們把它分為三個(gè)部分。

　　首先按照0010101010尋址，找到頁(yè)目錄項(xiàng)。因?yàn)橐粋€(gè)頁(yè)目錄項(xiàng)為4KB，那么先將0010101010左移兩位，001010101000(0x2A8)，用此下標(biāo)找到頁(yè)目錄項(xiàng)，然后根據(jù)此頁(yè)目錄項(xiàng)定位到下一層的某個(gè)頁(yè)表。

　　然后按照0011100011尋址，在上一步找到頁(yè)表中尋找頁(yè)表項(xiàng)。尋址方法與上述方法類似。找到頁(yè)表項(xiàng)后，就可以找到對(duì)應(yīng)的物理內(nèi)存頁(yè)。

　　最后按照000101111111尋址，尋找頁(yè)內(nèi)偏移。

　　上面的假設(shè)的是此數(shù)據(jù)已在物理內(nèi)存中，其實(shí)判斷訪問(wèn)的數(shù)據(jù)是否在內(nèi)存中也是在地址映射過(guò)程中完成的。Win32系統(tǒng)總是假設(shè)數(shù)據(jù)已在物理內(nèi)存中，并進(jìn)行地址映射。頁(yè)表項(xiàng)中有一位標(biāo)志位，用來(lái)標(biāo)識(shí)包含此數(shù)據(jù)的頁(yè)是否在物理內(nèi)存中，如果在的話，就直接做地址映射，否則，拋出缺頁(yè)中斷，此時(shí)頁(yè)表項(xiàng)也可標(biāo)識(shí)包含此數(shù)據(jù)的頁(yè)是否在調(diào)頁(yè)文件中(外存)，如果不在則訪問(wèn)違例，程序?qū)?huì)退出，如果在，頁(yè)表項(xiàng)會(huì)查出此數(shù)據(jù)頁(yè)在哪個(gè)調(diào)頁(yè)文件中，然后將此數(shù)據(jù)頁(yè)調(diào)入物理內(nèi)存，再繼續(xù)進(jìn)行地址映射。為了實(shí)現(xiàn)每個(gè)進(jìn)程擁有私有4G的虛擬地址空間，也就是說(shuō)每個(gè)進(jìn)程都擁有自己的頁(yè)目錄和頁(yè)表結(jié)構(gòu)，對(duì)不同進(jìn)程而言，即使是相同的指針(虛擬地址)被不同的進(jìn)程映射到的物理地址也是不同的，這也意味著在進(jìn)程之間傳遞指針是沒(méi)有意義的。