理解Linux32位机器下虚拟地址到物理地址的转化

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前言

简要介绍LINUX32位系统下虚拟地址到物理地址的转化过程。

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一、基本概念介绍

在32位机器下，IO的基本单位是块（块：4kb),在程序编译成可执行程序时也划分好了以4kb为单位加载到内存中，32位机器下物理内存4GB，4GB以4KB为单位划分，一共2的20次方个，每个单位4kb称为页框，也即一个page，简要介绍了以上概念，接下来介绍虚拟地址到物理地址的转化过程：

二、虚拟地址到物理地址的转化过程

虚拟地址在被转化过程中，不是直接转化的，而是10 + 10 + 12的形式！

⚠️⚠️⚠️转化图：

转化过程分为两步：

1. 根据虚拟地址空间的前20位找到对应page的起始地址。
2. 根据虚拟地址空间的后12位代表相较于起始地址的页内偏移量。

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思考：为什么是最后12位呢？
因为一个地址代表一个字节，而2^12 = 4096字节，刚好等于4KB，可以覆盖一个页的全部地址！

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总结

虚拟地址到物理地址的转换不是一步完成的，真实状态一般是多级页表连续映射，最终转换成物理地址，当然页表的内容不止虚拟地址到物理地址的映射，还包括是否命中，RWX权限，U/K权限。