页表、物理地址、逻辑地址

标签：物理地址 地址 页表 线性 缺页 虚拟内存 内存

页表：

　　虚拟内存的概念。操作系统虚拟内存到物理内存的映射，被称为页表。

　　不可能每一个虚拟内存的Byte都对应到物理内存的地址，因为这样的页表非常大，于是引入 页（Page）概念，进行分页，减小虚拟内存页对应物理内存页映射表的大小。

　　缺页异常：malloc和mmap函数分配内存是仅建立了 进程虚拟地址空间，并没有分配虚拟内存对应的物理内存，进程访问没有建立映射关系的虚拟内存时，处理器自动触发 缺页异常，引发缺页中断。

　　缺页中断：缺页异常后产生一个缺页中断，操作系统根据页表中的   外存地址  在外村中找到所缺的一页，将其调入 内存。

　　在进行动态内存分配的时，(C++ 中 new)，操作系统会在硬盘中创建或申请一段虚拟内存空间，并更新到页表（分配一个页表条目）,该条目指向硬盘上新创建的虚拟页，产生映射关系。

逻辑地址转线性地址：段起始地址(基地址) + 段内偏移地址 = 线性地址

　　例如一个存储器大小是  1KB（8位）可以分为4段，第一段地址范围是0~255，段地址为0；；；第四段地址范围是768~1023，段地址为768；偏移地址为0~255之间。

　　线性地址是一个32位的无符号整数，可以用来表达4GB的地址，高达4294967296个内存单元。十六进制表示（0x00000000~0xffffffff）

　　分页机制：

　　　　4KB分页大小，线性地址的高10位为页目录项在页表中的编号，中间10位为页表中的页号，低12位是偏移地址。

　　　　4MB分页大小，高10位页号，低22位偏移地址。　

　　1、分页单元中，页目录是唯一的，它的地址放在CPU的cr3寄存器中，是进行地址转换的开始点。 　　2、每一个活动的进程，因为都有其独立的对应的虚似内存（页目录也是唯一的），那么它也对应了一个独立的页目录地址。——运行一个进程，需要将它的页目录地址放到cr3寄存器中。 　　3、每一个32位的线性地址被划分为三部份，面目录索引(10位)：页表索引(10位)：偏移(12位) 依据以下步骤进行转换： 　　1、从cr3中取出进程的页目录地址（操作系统负责在调度进程的时候，把这个地址装入对应寄存器）； 　　2、根据线性地址前十位，在数组中，找到对应的索引项，因为引入了二级管理模式，页目录中的项，不再是页的地址，而是一个页表的地址。（又引入了一个数组），页的地址被放到页表中去了。 　　3、根据线性地址的中间十位，在页表（也是数组）中找到页的起始地址； 　　4、将页的起始地址与线性地址中最后12位相加，得到最终我们想要的物理地址；

线性地址转物理地址：页目录地址 + 页目录索引 = 页表地址      -----      页表地址 + 页表索引 = 页地址     ------    页地址 + 页内偏移 = 物理地址

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