在支持PAE（物理地址擴展）的X86系統上，虛擬地址可以分為幾個部分，作為偏移量索引到3個表中：
a.PDPT（Page Directory Pointer Table頁目錄指針表）
b.PD（Page Directory頁目錄）
c.PT（Page Table頁表）
d.PTE（Page Table Entry頁表項）
解釋：
PDPT是一個4個元素的數組，每個元素8個字節，指向一個PD。PD是一個有512個元素的數組，每個元素8個字節，指向一個PT。PT也是一個有512個元素的數組，每個元素8個字節，指向一個PTE。
例如我們要把虛擬地址0xBF80EE6B轉換為物理地址

0xBF80EE6B
10111111 10000000 11101110 01101011

10（0x2）111111 100（0x1FC）00000 1110（0xE）1110 01101011（0xE6B）

2位	9位	9位	12位
索引到PDPT	索引到PD	索引到PT	頁偏移量

地址轉換過程就圍繞著這3個表和CR3寄存器。CR3寄存器保存著PDPT的物理基地址。
cr3=085c01e0（已知條件）

第一步：
cr3+2*8（讀入索引為2的PDPT表項）
（每個元素8個字節，偏移為2的話，前面就有兩個8字節（第0和第1）的元素）
85c01f0 內容為 0000000000 ’ 0d66e001

根據相關文檔可知，PDPT表項的低12位是標志位和保留位，其余部分作為PD的物理基地址。還有第63位是作為PAE的NX標志位，需要清除。對于本例來說，我們不需要清楚的步驟，因為它本來就是0.（我們的目標是可執行的代碼頁）
0000000000 ’ 0d66e001
00001101 01100110 11100000 00000001

當我們清除低12位之后，我們得到
0x0d66e000
00001101 01100110 11100000 00000000
這就告訴我們PD的基地址位于物理地址
0x0d66e000

第二步：
0x0d66e000 +0x1fc*8 （讀入索引為0x1FC的PD表項）
d66efe000
00000000’0964b063
還是根據文檔，PD表項的低12位作為標志位和保留位，其余部分作為PT的基地址。
0964b063
00001001 01100100 10110000 01100011
清除低12位后，我們得到：
00001001 01100100 10110000 00000000
這告訴我們PT基地址是0x0964b000

第三步：
0x0964b000 +e*8 （讀入索引為0xE的PT表項）
964b070
00000000’06694021
類似地，清除低12位就得到了頁表項的基地址
06694021
00000110 01101001 01000000 00100001
清除低12位之后，我們得到
0x06694000
00000110 01101001 01000000 00000000
這就告訴我們頁表項的基地址為0x06694000

第四步：
0x06694000+e6b （從頁表項中偏移量0xe6b處讀入8字節）
0x06694e6b

經過這四步后，可以得到虛擬地址 0xBF80EE6B轉換后的物理地址是0x06694e6b

現代操作系統通過這種機制實現進程地址實現地址隔離。每個地址關聯到不同的CR3的值，因此每個進程都有特定的虛擬地址轉換。這就是每個進程看似擁有自己的地址空間背后秘密。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的2020-12-3（详解虚拟地址如何转化为物理地址）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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