在Windows内核地址空间中将虚拟地址转换为物理地址

在Windows内核地址空间中，将虚拟地址转换为物理地址的过程是通过页表来实现的。页表是一种数据结构，用于将虚拟地址映射到物理地址。它将虚拟地址空间划分为固定大小的页，并将每个页映射到物理内存中的对应页框。

具体的转换过程如下：

当应用程序访问一个虚拟地址时，操作系统会将该虚拟地址分解为页目录索引、页表索引和页内偏移三个部分。
操作系统根据页目录索引找到对应的页目录表，再根据页表索引找到对应的页表。
在页表中，操作系统根据页表索引找到对应的页表项，该页表项记录了该虚拟地址对应的物理页框号。
操作系统将物理页框号与页内偏移组合，得到物理地址。

优势：

虚拟地址转换为物理地址的过程是通过硬件支持的，可以提高地址转换的速度和效率。
通过虚拟地址空间的划分，可以实现内存的隔离和保护，提高系统的安全性。
可以实现内存的共享，多个进程可以共享同一物理页框，减少内存的占用。

应用场景：

操作系统内存管理：虚拟地址转换为物理地址是操作系统进行内存管理的基础，用于实现进程的地址空间隔离和保护。
虚拟内存：虚拟内存是一种将磁盘空间作为扩展内存的技术，通过虚拟地址转换为物理地址，实现了对磁盘上数据的透明访问。
内存映射文件：将文件映射到内存中，通过虚拟地址转换为物理地址，实现了对文件的直接读写操作。

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【Linux 内核内存管理】内存映射原理 ① ( 物理地址空间 | 外围设备寄存器 | 外围设备寄存器的物理地址映射到虚拟地址空间 )

文章目录一、物理地址空间二、外围设备寄存器三、外围设备寄存器物理地址 映射到 虚拟地址空间一、物理地址空间 ---- " 物理地址空间 “ 是 CPU 处理器在 ” 总线 " 上访问内存的地址..., RISC 处理器只能访问 物理地址空间 , 系统的外围设备与物理内存都使用统一的物理地址空间访问 ; RISC 全称 " Reduced Instruction Set Computer..." , 精简指令集计算机 ; 分配给 " 外围设备 " 的 物理地址 , 又称为 " 设备内存 " ; ARM64 架构的系统中 , 物理地址空间分为 2 类 : ① 正常内存 : Normal...映射到 虚拟地址空间用户空间的应用进程 , 访问 " 外围设备寄存器 " 只能通过 " 虚拟地址 " 实现 , Linux 内核提供了相关 API 函数 , 将 " 外围设备寄存器 “ 对应的...” 物理地址 “ 映射到了 ” 虚拟地址空间 " 中 ;

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与虚拟地址空间和虚拟地址相对应的则是物理地址空间和物理地址，大多数时候我们的系统所具备的物理地址空间只是虚拟地址空间的一个子集。...在这里插入图片描述要做到这一点，虚拟内存系统中的硬件必须提供地址转换，即把处理器发出的虚拟地址转换为主内存中的物理地址。 虚拟地址是你、编译器和链接器在内存中放置代码时使用的地址。...（1）-虚拟地址位宽 虚拟地址的最大宽度是48位内核虚拟地址在64位地址空间的顶部，高16位是全1，范围是[0xFFFF 0000 0000 0000,0xFFFF FFFF FFFF FFFF]；...在ARM64架构的Linux内核中，内核虚拟地址和用户虚拟地址的宽度相同。...• 所有进程共享内核虚拟地址空间， • 每个进程有独立的用户虚拟地址空间， • 同一个线程组的用户线程共享用户虚拟地址空间，内核线程没有用户虚拟地址空间。

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