虚拟地址映射到物理地址怎么做

　　在确保访问的数据已在物理内存中后，还需要先将虚拟地址转换为物理地址，即"地址映射"，那么虚拟地址映射到物理地址怎么做呢?今天学习啦小编与大家分享下虚拟地址映射到物理地的具体操作步骤，有需要的朋友不妨了解下。

　　虚拟地址映射到物理地址方法

学习啦在线学习网 　　Win32通过一个两层的表结构来实现地址映射，因为每个进程都拥有私有的4G的虚拟内存空间，相应的，每个进程都有自己的层次表结构来实现其地址映射。

学习啦在线学习网 　　第一层称为页目录，实际就是一个内存页，Win32的内存页有4KB大小，这个内存页以4个字节分为1024项，每一项称为“页目录项”(PDE);

学习啦在线学习网 　　第二层称为页表，这一层共有1024个页表，页表结构与页目录相似，每个页表也都是一个内存页，这个内存页以4KB的大小被分为1024项，页表的每一项被称为页表项(PTE)，易知共有1024×1024个页表项。每一个页表项对应一个物理内存中的某一个“内存页”，即共有1024×1024个物理内存页，每个物理内存页为4KB，这样就可以索引到4G大小的虚拟物理内存。

学习啦在线学习网 　　如下图所示(注下图中的页目录项的大小应该是4个字节，而不是4kB)：

学习啦在线学习网 　　Win32提供了4GB大小的虚拟地址空间。因此每个虚拟地址都是一个32位的整数值，也就是我们平时所说的指针，即指针的大小为4B。它由三部分组成，如下图：

学习啦在线学习网 　　这三个部分的第一部分，即前10位为页目录下标，用来寻址页目录项，页目录项刚好1024个。找到页目录项后，找对页目录项对应的的页表。第二部分则是用来在页表内寻址，用来找到页表项，共有1024个页表项，通过页表项找到物理内存页。第三部分用来在物理内存页中找到对应的字节，一个页的大小是4KB，12位刚好可以满足寻址要求。

　　具体的例子：

　　假设一个线程正在访问一个指针(Win32的指针指的就是虚拟地址)指向的数据，此指针指为0x2A8E317F,下图表示了这一个过程:

学习啦在线学习网 　　0x2A8E317F的二进制写法为0010101010_0011100011_000101111111，为了方便我们把它分为三个部分。

　　首先按照0010101010寻址，找到页目录项。因为一个页目录项为4KB，那么先将0010101010左移两位，001010101000(0x2A8)，用此下标找到页目录项，然后根据此页目录项定位到下一层的某个页表。

　　然后按照0011100011寻址，在上一步找到页表中寻找页表项。寻址方法与上述方法类似。找到页表项后，就可以找到对应的物理内存页。

学习啦在线学习网 　　最后按照000101111111寻址，寻找页内偏移。

学习啦在线学习网 　　上面的假设的是此数据已在物理内存中，其实判断访问的数据是否在内存中也是在地址映射过程中完成的。Win32系统总是假设数据已在物理内存中，并进行地址映射。页表项中有一位标志位，用来标识包含此数据的页是否在物理内存中，如果在的话，就直接做地址映射，否则，抛出缺页中断，此时页表项也可标识包含此数据的页是否在调页文件中(外存)，如果不在则访问违例，程序将会退出，如果在，页表项会查出此数据页在哪个调页文件中，然后将此数据页调入物理内存，再继续进行地址映射。为了实现每个进程拥有私有4G的虚拟地址空间，也就是说每个进程都拥有自己的页目录和页表结构，对不同进程而言，即使是相同的指针(虚拟地址)被不同的进程映射到的物理地址也是不同的，这也意味着在进程之间传递指针是没有意义的。