虚地址的物理地址计算

虚地址的物理地址计算

一般MAC地址在网卡中是固定的，当然也有网络高手会想办法去修改自己的MAC地址。那么虚地址的物理地址怎么计算?店铺整理了修改硬盘物理地址的相关资料。供大家参考!

虚地址的物理地址计算参考如下

虚地址到物理地址的转换过程

MVA (Modified Virtual address,修改过的虚拟地址，这个地址由CPU产生#1)

step1.通过TTBR找到粗表描述符

转换表基地址#2 + MVA的粗页表索引 = 粗页表的物理地址

step2.通过粗表描述符找到小页描述符

粗页表基地址#3 + MVA的小页表索引 = 小页表的物理地址

step3.通过小页描述符找到物理地址

小页基地址#4 + MVA的页索引 = 物理地址

step1得到的粗页表的物理地址位定义

step2得到的小页表的物理地址位定义

step3得到的物理地址位定义

注1：严格的说，这个地址是可能是FCSE或ARM926ej-s处理器产生

注2：转换表基地址保存在TTBR，详见TTBR

注3：粗页表基地址保存在粗页表描述符中，详见粗页表描述符

注4：小页表基地址保存在粗页表描述符中，详见小页表描述符

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CP15

系统控制协处理器(CP15)被用来配置和控制ARM926ej-s处理器。cache、mmu都通过CP15的寄存器来控制。需要使用专门的指令访问CP15的寄存器。

ARM926ej-s系统中的地址

ARM926ej-s产生的地址为虚地址(VA)，FCSE(快速上下文切换控制器)将VA转换为修改过的虚地址(MVA)供MMU使用,MMU将MVA转换为TCM和AMBA总线的物理地址(PA)。

CP15的c1寄存器

c1寄存器是ARM926ej-s处理器的控制寄存器。该寄存器用来使能或禁用cache、配置MMU。

I 0: 禁用iCache，1使能iCache

C 0：禁用dCache，1使能dCache

如果c1寄存器禁用了cache，小页表的C、B位是无效的。

TLB

MMU是OS分页内存管理的硬件基础。MMU使用TLB(Translation lookaside buffer,即旁路转换缓冲，或称为页表缓冲;用来存放虚拟地址到物理地址的转换表)将虚拟地址转换为物理地址。

TLB保存在SDRAM中。

TTBR

TTBR是Translation Table Base Register的缩写，中文全称是：转换表基地址寄存器。TTBR是协处理器CP15的c2寄存器。

由于读取TTBR时Bit13~Bit0是不可预测的，所以粗页表的起始地址必须是按64K对齐的。

粗表描述符

填充为红色的位固定为0/1。Bit8~Bit5为域控制位，可以定义16个域。

小页描述符

填充为红色的位固定为0/1。AP3~AP0为访问控制位，访问控制位和域控制位配合完成了对内存访问权限的管理。在boot中，禁用域控制，同时将AP3~AP0全部设置为3(任何人都可以读写)。只关注 C cache控制位，B buffer控制位。

#写通。读命中，从Dcche读取数据，读未命中，(cache)行填充;写命中，写数据带Dcache，并缓冲到外边存储器写未命中，缓冲到外部存储器

#写回。读命中，从Dcache读取数据，读未命中，(cache)行填充;写命中，写数据带Dcache ;写未命中，缓冲到外部存储器

虚拟地址到物理地址的转换步骤

已知一个虚拟地址0x01AF5518, 则转换的过程如下:

注意: *这里讨论的以Windows下普通模式分页的情况, 也就是2级页表的情况*

1.首先把虚拟地址拆分成3个部分(低12位, 中10位, 高10位), 换成2进制如下:

-> 0000 0001 1010 1111 0101 0101 0001 1000

按照10, 10, 12的位数重新排列后

-> (页目录索引)00 000 00110, (页表项索引)10 1111 0101, (偏移)0101 0001 1000

换算成十六进制后可以得到如下结果

页目录索引 = 6, 页表项索引 = 0x2f5 , 偏移 = 0x518

2. 根据当前的CR3寄存器中的物理地址定位页目录表基址

Cr3中存放的是物理地址, 这个物理地址指向进程的页目录表基址, 由此可以得到

页目录表基址(PDE) = Cr3 = 0xAA0E5000

3. 计算页表项的地址

页表地址存放在页目录表(PDE)中的第6个项目中, 也就是

[0xAA0E5000 + 4 * 6] = [0xAA0E5018] = 0x3D955867, 其中0x00000867为该页表属性值, PTE = 0x3D955000

3. 计算页面物理地址

我们要找的页面在这个页表中的第0x2f5项, 所以虚拟地址所在的页的物理地址为

[0x3D955000 + 0x2f5 * 4] = [0x3D955BD4] =

假设[0x3D955BD4] = 0x7095e847, 页面的物理地址 x0x7095e000, 0x00000847表示的是页面属性

4. 计算最终的物理地址

由虚拟地址分离的偏移可以计算出最终的物理地址为

0x7095E000 + 0x00000518 = 0x7095E518.