虚地址怎么转换成物理地址

‘壹’ 通过虚拟地址计算物理地址 求过程

你打的太多了,有点乱,只说下地址转换问题:
1.虚拟地址:虚拟地址是以"段寄存器:偏移地址"形式存在的,例如--0542:24521360
2.线性地址:它是由分段部件把虚拟地址转化而来的.
3.物理地址:即真实存在的地址,由处理器的地址引脚寻找到的地址.
虚拟地址---->线性地址:
段寄存器是一个16位的寄存器,其中第0和1位控制着将要访问段的特权级,第2位说明是在gdt还是ldt寻找地址.高13位作为一个索引值,总共8192个索引.假设段寄存器-0000
0000
0000
1011(000b),那么我们可以知道rpl=3(特权级为3);ti=0,从gdt中选择段描述符;index=1,即将要索引的段描述符在gdt中的顺序号为1,由于一个段描述符占8个字节,所以其索引到的地址为"gdt的高32位+1*8".这也就是为什么gdt48位,留最低的16位作为限长的原因(8192*8=64k).
找到了段描述符,然后就是从段描述符中找出该段的位置了.段描述符是个8字节的内存空间,由于结构复杂,无法构图,省略段描述符的结构.我们只要知道在里面规定了该段的基址,限长,还有属性等等.找出基址后,再加上虚拟地址的偏址,就形成了32位的线性地址.由于偏址是32位的,所以该段独享4g的虚拟地址空间.
线性地址----->物理地址
该部分是由分页部件通过3级查找完成的.此时,我们把线性地址分为3段:0-11位(c)字节索引,12-21位(b)页表索引,22-31位(a)页目录索引.我们把页表描述符和页描述符通称为页表项,页表项占4个字节,总共占4kb大小.先以cr3为基址,以(a*4)为索引值,寻址页目录描述符.然后再以页目录地址的高20位地址为基址,以(b*4)为索引值,寻址页描述符.再以页描述符的高20位地址为基址,以c为偏移地址,相加得到物理地址.
从上可以看到页的大小是4kb,即一项任务cpu只调用该任务所占内存空间的4kb大小.有利于减少内存占用.
以上大体就是这样的,其中分页部件的转换相当复杂,不是三言两语就能说明白的.还有pentium之后,分页部件又采用了4mb的页面,线性地址采用2级寻址.才开启pae功能后,又形成了4级寻址.然后再结合后面的内存保护,i/o保护,任务保护及特权级的变换,形成了保护模式的大部分内容.
太复杂了,我也不是十分会.写的有些乱,但愿你能明白些.

‘贰’ 现代CPU如何自动把虚拟地址转换成物理地址的硬件电路

虚拟内存是一个由存放在磁盘上的N个连续的字节大小的单元组成的数组。
每个字节都有一个唯一的地址，就是虚拟地址。通常，虚拟地址由页号和偏移量组成，页号就是抽象的虚拟页的编号，偏移量用于计算实际的物理地址。
虚拟地址和物理地址的关系。进程虽然使用虚拟地址，但是用数据时还是要到实际的物理地址去取数据。这就存在一个虚拟地址到物理地址的转化运算，这是由CPU芯片上一个叫做内存管理单元（MMU）的专用硬件来实现的。
通常，物理地址=页号*页大小+页内偏移量。虚拟寻址CPU通过虚拟地址来访问主存，访问内存使用的物理地址，MMU通过将虚拟地址进行翻译，转化为物理地址，然后再用这个物理地址去访问内存数据。

‘叁’ 怎样将IP地址转换为实际物理地址

将IP地址转换为实际物理地址，是由ARP协议来完成的。x0dx0a1、MAC（Media Access Control或者Medium Access Control）地址，或称为物理地址，用来定义网络设备的位置。物理地址是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM(一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写)，它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。在网络底层的物理传输过程中，是通过物理地址来识别主机的，它一定是全球唯一的。x0dx0a2、IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号，每台联网的电脑上都需要有自己IP地址，才能正常通信。x0dx0a3、真正物理传输中是物理地址在起作用，IP地址之间通讯要转化为MAC地址之间的通讯，其中ARP协议起着关键的核心作用。x0dx0a4、ARP协议（即地址解析协议，Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到网络上的所有主机，目标IP地址主机收到ARP请求后，将在返回消息中回复自己的MAC地址（其他IP地址的主机对该ARP请求不进行回复），收到回复后的主机就知道了目标IP地址主机的MAC地址。x0dx0a5、获取对方的MAC地址后，就可以通过MAC地址进行通讯了。

‘肆’ 分页，虚拟地址是怎么转换成物理地址的

虚拟地址（即图中的逻辑地址）的高位表示页号，由计算机硬件将页号取出，且和页表寄存器中的页表始址一起送加法器，就可以得到该页对应的页表项的地址，根据此地址到内存读出对应的块号，最后将块号和页内地址拼接得到对应的物理地址。

‘伍’ 虚拟地址、逻辑地址、线性地址、物理地址

虚拟地址到物理地址的转化是体系结构相关的，一般由分段和分页两种方式。以X86CPU为例，分段和分页都是支持的。内存管理单元负责从虚拟地址到物理地址的转化。逻辑地址是段标识+段内偏移的形式。MMU通过查询段表，可以将逻辑地址转化为线性地址。无分页机制时，线性地址就是物理地址，有分页时，MMU还需要查询页表来将线性地址转化为物理地址：逻辑地址（段表）->线性地址（页表）->物理地址。

映射是一种多对一的关系，即不同的逻辑地址可以映射到同一个线性地址上；不同的线性地址也可以映射到同一个物理地址上。而且，同一个线性地址在换页之后，可能被装载到另一个物理地址上，所以这种多对一的映射关系会随时间发生变化。

‘陆’ 虚拟地址到物理地址（内存虚拟化）

假设一个堆的基地址为34KB，虚拟地址为4KB，其大小为2KB

当 程序不分段时 ，找到堆中虚拟地值的物理地址很简单，物理地址 = 基地址 + 虚拟地址

当 程序分段时 ，找到堆中物理地址会复杂一些，物理地址 = 基地址 + （虚拟地址 - 该段的开头的虚拟地址）
举个例子，堆中有一个虚拟地址为4200，那么如果想得到其物理地址，需 34KB + 4200 - 4 KB = 34920

你可能好奇为什么要这么做，我们来简单解释一下：
首先我们先明确，之所以使用虚拟地址是想让程序以为自己独占内存，也就是说程序所占内存是从0 - xxx。虚拟地址是多少，就表示其在第多少个内存空间

当不分段时：整个程序的内存空间连续（无论是程序以为的内存空间还是物理内存都是连续的），所以虚拟地址即表明了其是第几个内存空间。显然 物理地址 = 基地址 + 虚拟地址

当分短时：整个程序的内存空间不再连续，每一段都有自己独特的基地址，但是虚拟地址还是相对于之前只有一个基地址时的值，那么此时虚拟地址就无法直接表示其在第几个内存空间了（因为程序以为的连续内存空间映射成的物理内存并不连续）。所以，我们需要虚拟地址相对于每个段自己的基地址的值，要完成这个操作只需要将虚拟地址 - 段开头的虚拟地址。因此 物理地址 = 基地址 + 虚拟地址 - 段开头的虚拟地址

‘柒’ 操作系统中逻辑地址转物理地址是什么

1、确定虚拟地址（物理地址）的有效位。

2、再次确定逻辑地址页面位数你应该知道：逻辑地址=页号+页面。

3、由物理地址=页框号×页块大小（页块大小是等于页面大小的）+页内位移（即页面逻辑地址）

4、根据上面物理地址=页框号×1024B+1110000000。

5、若在一分页存储管理系统中，某作业的页表如下所示。已知页面大小为1024字节，试将逻辑地址1011，2148，4000，5012转化为相应的物理地址。

分析页式存储管理的地址结构是一维的，即逻辑地址（或物理地址）只用一个数值即可表示。若给定逻辑地址A，页面的大小为L，则页号p和页内地址d可按照下式求得：

p=int[A/L]d=AmodL

其中，int是取整函数（取数值的整数部分），mod是取余函数（取数值的余数部分）。