32位系统中有4gb的虚拟地址空间

《32位系统中有4gb的虚拟地址空间》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、32位系统中有4GB的虚拟地址空间每个进程有一个地址空间，共4GB，（具体分为低2GB的用户地址空间+高2GB的内核地址空间）各个进程的用户地址空间不同，属于各进程专有，内核地址空间部分则几乎完全相同虚拟地址如0x11111111,看似这8个数字是一个整体，其实是由三部分组成的，是一个三维地址，将这个32位的值拆开，高10位表示二级页表号，中间10位表示二级页表中的页号，最后12位表示页内偏移（2^12=4kb）,因此，一个虚拟地址实际上是一个三维地址，指明了本虚拟地址在哪个二级页表，又在哪个页以及页内偏移是多少这三样信息！【虚拟地址=二级页表号

2、.页号.页内偏移】：口诀【页表、页号、页偏移】Cpu访问物理内存的原理介绍：如高级语言DWORDg_var;//假设这个全局变量被编译器编译为0x00000004g_var=100;那么这条赋值语句编译后对应的汇编语句为：movDWORDPTR[0x00000004]，100这里0x00000004就是一个虚拟地址，简称VA，那么这条mov指令究竟是如何寻址的呢？寻址过程为：CPU中的虚拟地址转换器也即MMU，将虚拟地址0x00000004转换为物理地址具体转换过程为：根据CR3寄存器中记录的当前进程页表的物理地址，找到总页表也即页目录，再根据虚

3、拟地址中的页表号，以页表号为索引，找到总页表中对应的PDE，再根据PDE，找到对应的二级页表，再以虚拟地址中的页号部分为索引，找到二级页表中的对应PTE，再根据这个PTE记录的映射关系，找到这个虚拟页面对应的物理页面，最后加上虚拟地址中的页内偏移部分，加上这个偏移值，就得出最后的物理地址。具体用下面的函数可以形象表达寻址转换过程：movDWORDPTR[0x00000004]，100//这条指令的内部原理（没考虑二级缓冲情况）{va=0x00000004;//页表号=0，页号=0，页内偏移=4总页表=CR3;//本进程的总页表的物理地址固定保存在

4、cr3寄存器中PDE=总页表[va.页表号];//PDE为对应的二级页表描述符二级页表=PDE.PageAddr;//得出本二级页表的地址PTE=二级页表[va.页号];//得出到该虚拟地址所在页面的PTE映射描述符If(PTE空白)//PTE为空表示该虚拟页面尚未建立映射触发0x0e号页面访问异常（具体为缺页异常）ElseIf(PTE.bPresent==false)//PTE的这个字段表示该虚拟页面当前是否映射到了物理内存触发0x0e号页面访问异常（具体为缺页异常）ElseIf(CR0.wp==1&&PTE.Writable==false)/

5、/已开启页面写保护功能,就检查这个页面是否可写触发0x0e号页面访问异常（具体为页面访问保护越权异常）Else物理地址pa=cs.base+PTE.PageAddr+va.页内偏移//得出对应的物理地址将得到的pa放到地址总线上,100放在数据总线上,经由FSB->北桥->内存总线->内存条写入内存}PTE是二级页表中的表项，记录了对应虚拟页面的映射情况，这个PTE实际上可以看做一个描述符。上面的过程比较简单，由于每次访问内存都要先访问一次PTE获取该虚拟页面对应的物理页面，再访问物理页面读得对应的数据，因此实际上访问了两次物理内存，如果类似于每

6、条这样的Mov指令都要访问物理内存两次，才能获得数据，效率就很低。因此，cpu芯片中专门开辟了一个二级缓冲，用来保存那些频繁访问的PTE，这样，cpu每次去查物理页面时，就先尝试在二级缓冲中查找对应的PTE，如果找不到，再才去访问内存中的PTE。这样，效率就比较高，实际上绝大数情况就可以在二级缓冲中一次性找到对应的PTE。另外有一个问题需要说明下：va---->pa的转换过程实际上是va->la->pa,实际上PTE.PageAddr表示的是相对于cs段的偏移，加上cs段的base基址，就得到了该页面的la线性地址。（线性地址=段.基地址+段内偏

7、移），但是由于Windows采取了Flat也即所谓的平坦分段机制，使得每个段的基地址都在0x00000000处，长度为4GB，也即相当于Windows没有采取分段机制。前面讲过，cs是GDT表中的索引，指向GDT表中的cs段描述符，由于Windows不分段，因此GDT中每个段描述符的基址=0，长度=4GB，是固定的！这样一来，由于不分段，线性地址就刚好是物理地址，所以本来是由虚拟地址->线性地址->物理地址的转换就可以直接看做虚拟地址->物理地址。（注：在做SSDThook、IDThook时，由于SSDT与IDT这两张表各自所在的页面都是只读的，

8、也即他们的PTE中标志位标示了该页面不可写。因此，一修改SSDT、IDT就会报异常，一个简单的处理方法是是关闭CRO中的wp即写保护位，