物理内存和虚拟内存

zhaoyuaini

1、每个进程都有4GB的虚拟地址空间
这4GB分3部分
（1）一部分映射物理内存
（2）一部分映射硬盘上的交换文件
（3）一部分什么也不做
程序中都是使用4GB的虚拟地址，访问物理内存需要使用物理地址，物理地址是放在寻址总线上的地址，以字节（8位）为单位。

2、CPU中有一个分页表示位，如果该位被设置，在执行关于内存操作时，CPU会根据页目录以及页表中的信息来把虚拟地址换成物理地址。

3、物理内存分页：一个物理内存大小为4K字节
起始地址为0X00000000因为一个页为4K所以转化成16进制就是0X00010000所以只需要32BIT中的高20位来寻址物理页。

4、页表 一个页表为4K字节，放在一个物理页中。右1024个4字节页表项组成，页表项的大小为4字节。所以一个页表中有1024个页表项。
该页表项的32BIT中 高20位放一个物理页的物理地址，低12位放一些标志

5、页目录： 一个页目录和页表类似，大小也是4K，放在一个物理页中，每个4字节 由1024个页目录组成。
该页目录的32BIT中 高20位放置一个页表地址， 低12位为一些标志

在X86系统中，页目录的物理地址放在CPU的CR3寄存器中


6、虚拟地址转换成物理地址：
一个虚拟地址大小为4字节，其中包含找到物理地址的信息

虚拟地址分3部分
（1）31-22位（10位）是页目录中的索引
（2）21-12位（10位）是页表中的索引
（2）11-0位（12位）是页内偏移

转换过程：
首先通过CR3找到页目录所在物理页-》根据虚拟地址中的31-22找到该页目录项-》通过该页目录项找到该虚拟地址对应的页表地址-》根据虚拟地址21-12找到物理页的物理地址-》更具虚拟地址的11-0位作为偏移加上该物理页的地址就找到了 该虚拟地址对应的物理地址

7、
一个页目录是1024项     虚拟地址的高31-22正好是1024（20的10次方）
一个页表是1024项       虚拟地址的中间21-12正好是1024
一个物理页是4KB         11-0正好是4096 ，正好可以找到每个字节

一个32BIT的4字节的指针能够找到所有的4GB空间。
4G地址的 低2G 0X00000000-0X7FFFFFFF是用户地址
4G地址的 高2G 0X80000000-0XFFFFFFFF是系统空间

本文参考
http://hi.baidu.com/cathy_200182/blog/item/e079cc1838ef7db04aedbc9e.html


本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u2/72457/showart_1815141.html