邏輯地址如何轉換成物理地址

1、資料來源：來自本人網絡整理！祝您工作順利！邏輯地址如何轉換成物理地址 規(guī)律地址和物理地址是什么?規(guī)律地址如何轉換成物理地址?看到許多人都在問這個問題，我為大家共享了規(guī)律地址如何轉換成物理地址的方法，下面大家跟著我一起來理解一下吧。 規(guī)律地址轉換成物理地址 cpu將一個虛擬內存空間中的地址轉換為物理地址，需要進展兩步：首先將給定一個規(guī)律地址(其實是段內偏移量，這個肯定要理解!)，cpu要利用其段式內存管理單元，先將為個規(guī)律地址轉換成一個線程地址，再利用其頁式內存管理單元，轉換為最終物理地址。 物理地址(physical address) 用于內存芯片級的單元尋址，與處理器和cpu連接的地址總線相

2、對應。 這個概念應當是這幾個概念中最好理解的一個，但是值得一提的是，雖然可以挺直把物理地址理解成插在機器上那根內存本身，把內存看成一個從0字節(jié)始終到最大空量逐字節(jié)的編號的大數組，然后把這個數組叫做物理地址，但是事實上，這只是一個硬件供應給軟件的抽像，內存的尋址方式并不是這樣。所以，說它是與地址總線相對應，是更貼切一些，不過拋開對物理內存尋址方式的考慮，挺直把物理地址與物理的內存一一對應，也是可以承受的?；蛟S錯誤的理解更利于形而上的抽像。 虛擬內存(virtual memory) 這是對整個內存(不要與機器上插那條對上號)的抽像描繪。它是相對于物理內存來講的，可以挺直理解成不直實的，假的內存，例

3、如，一個0x08000000內存地址，它并不對就物理地址上那個大數組中0x08000000 - 1那個地址元素; 之所以是這樣，是因為現代操作系統都供應了一種內存管理的抽像，即虛擬內存(virtual memory)。進程用法虛擬內存中的地址，由操作系統幫助相關硬件，把它轉換成真正的物理地址。這個轉換，是全部問題爭論的關鍵。 有了這樣的抽像，一個程序，就可以用法比真實物理地址大得多的地址空間。(拆東墻，補西墻，銀行也是這樣子做的)，甚至多個進程可以用法一樣的地址。不驚奇，因為轉換后的物理地址并非一樣的。 可以把連接后的程序反編譯看一下，發(fā)覺連接器已經為程序安排了一個地址，例如，要調用某個函數a

4、，代碼不是call a，而是call 0x0811111111 ，也就是說，函數a的地址已經被定下來了。沒有這樣的轉換，沒有虛擬地址的概念，這樣做是根本行不通的。 規(guī)律地址(logical address) intel為了兼容，將遠古時代的段式內存管理方式保存了下來。規(guī)律地址指的是機器語言指令中，用來指定一個操作數或者是一條指令的地址。以上例，我們說的連接器為a安排的0x08111111這個地址就是規(guī)律地址。 不過不好意思，這樣說，似乎又違反了intel中段式管理中，對規(guī)律地址要求，一個規(guī)律地址，是由一個段標識符加上一個指定段內相對地址的偏移量，表示為 段標識符：段內偏移量，也就是說，上例中那

5、個0x08111111，應當表示為a的代碼段標識符: 0x08111111，這樣，才完好一些 線性地址(linear address)或也叫虛擬地址(virtual address) 跟規(guī)律地址類似，它也是一個不真實的地址，假如規(guī)律地址是對應的硬件平臺段式管理轉換前地址的話，那么線性地址那么對應了硬件頁式內存的轉換前地址。 在早期的硬盤中,由于每個磁道的扇區(qū)數相等,外磁道的記錄密度遠低于內磁道,因此造成許多磁盤空間的鋪張。為理解決這一問題,人們改用等密度構造,即外圈磁道的扇區(qū)比內圈磁道多。此種構造的硬盤不再具有實際的3d參數,尋址方式也改為以扇區(qū)為單位的線性尋址,這種尋址形式便是lba(log

6、ic block address, 規(guī)律塊地址)。在這種形式下,硬盤的物理地址與規(guī)律地址的轉換問題有肯定必要性和冗雜性,本文對此進展爭論,盼望對感愛好的讀者有所關心。 2 轉換過程 所謂規(guī)律扇區(qū)是物理扇區(qū)的一組連續(xù)數字的編號,操作系統采納的一種扇區(qū)編號方式,其編號是從0開頭到某個最大值方式排列,并連成一條線。用法規(guī)律扇區(qū)主要有以下兩個優(yōu)點:第一,規(guī)律扇區(qū)的概念使硬盤的讀寫操作脫離了柱面、磁頭和扇區(qū)的硬件參數;其次,在硬盤中每肯定數目的扇區(qū)組成了數據文件的最小單位 簇,在對一個詳細的簇進展讀寫操作時,操作系統劃分一個一維的規(guī)律扇區(qū)號要比用法三維物理扇區(qū)號簡潔的多,假如一個簇的扇區(qū)跨越在兩個盤片,

7、那么用法柱面、磁頭和扇區(qū)的表示方法就更加冗雜了。那么硬盤的物理地址和規(guī)律地址是如何轉換的呢?下面詳細介紹其互相轉換方法。 2.1 硬盤物理地址轉換為規(guī)律地址 首先我們先來理解一下從c/h/s到lba線性地址的轉換規(guī)章。為了與用法c/h/s尋址的老軟件兼容,于是在硬盤掌握器內部安裝了一個地址翻譯器,它負責將c/h/s參數翻譯成lba地址。 同時,由于系統在寫入數據時是根據從柱面到柱面的方式,當上一個柱面寫滿數據后才挪動磁頭到下一個柱面,而且是從柱面的第一個磁頭的第一個扇區(qū)開頭寫入,從而使磁盤性能最優(yōu)。那么在對物理扇區(qū)進展線性編址時,也是根據這種方式進展。即把第一柱面(0柱)第一磁頭(0面)的第一

8、扇區(qū)(1扇區(qū))編為規(guī)律0扇區(qū),把第一柱面(0柱)第一磁頭(0面)的其次扇區(qū)(2扇區(qū))編為規(guī)律1扇區(qū),直至第一柱面(0柱)第一磁頭(0面)的第63扇區(qū)(63扇區(qū))編為規(guī)律62扇區(qū),然后將磁頭轉到第一柱面(0柱)其次磁頭(1面)的第一扇區(qū)(1扇區(qū)),接著上面其對應的規(guī)律編號為第63扇區(qū),0柱面全部扇區(qū)編號完畢后才轉到1柱面的0磁頭1扇區(qū),依次向下進展,直到將全部的扇區(qū)都編上號。我們需要留意的是,物理扇區(qū)c/h/s中的扇區(qū)編號是從1至63,而規(guī)律扇區(qū)lba方式下扇區(qū)是從0開頭編號,全部扇區(qū)編號按挨次進展。 在此轉換過程中,我們必需要知道的物理量有: c1起始扇區(qū)的柱面號 h1起始扇區(qū)的磁頭號 s1起

9、始扇區(qū)的扇區(qū)號 ns每磁道的扇區(qū)數 nh硬盤每柱面磁道數 c、h、s表示硬盤當前的柱面號、磁頭號和扇區(qū)號,那么計算柱面c、磁頭h、扇區(qū)s對應的相對規(guī)律扇區(qū)號rs的公式為: 規(guī)律扇區(qū)rs=nhns(c-c1)+ns(h-h1)+(s-s1),為驗證此公式,下面我們來舉個例子。 實例:已知有一個4磁頭(硬盤每柱面的磁道數為4),每磁道有17個扇區(qū)的硬盤,其中有一個規(guī)律硬盤d:,它的第一個扇區(qū)在硬盤的柱面號為120,磁頭號為1,扇區(qū)號為1的位置,那么計算柱面號為160,磁頭號為3,扇區(qū)號為6的規(guī)律扇區(qū)號rs是多少? 分析: 依據前面的說明,已知條件有:c1=120, h1=1, s1=1, ns=1

10、7, nh=4,c=160,h=3,s=6,那么代入上面公式可得到規(guī)律扇區(qū)號rs=417(160-120)+17(3-1)+(6-1)=2759,即硬盤柱面號為160,磁頭號為3,扇區(qū)號為6的規(guī)律扇區(qū)號為2759. 硬盤規(guī)律地址轉換成物理地址 在對硬盤進展故障維護或者進展相關軟件開發(fā)時,不僅需要將硬盤的物理地址轉換成規(guī)律地址,有時還需要知道規(guī)律地址轉換為物理地址的方法。 依據計算機中符號的常用法那么,我們用div表示除法運算,用mod表示取余數運算,其他參數如c、h、s依舊表示硬盤當前的柱面、磁頭和扇區(qū)號,c1、h1、s1、ns和nh含義也和上面全都。在已知硬盤規(guī)律地址即規(guī)律扇區(qū)號ls的狀況下,求硬盤對應的物理地址的柱面號c、磁頭號h和扇區(qū)號s的方法如下: c=(ls div ns)div nh)+ c1 h=(ls div ns)mod nh)+ h1 s=(ls mod nh)+ s1 實例:設硬盤的磁頭號為4,每磁道17個扇區(qū),其中規(guī)律硬盤d的第一個扇區(qū)在硬盤的柱面120、磁頭1、扇區(qū)1上,求規(guī)律d盤上規(guī)律扇區(qū)為2757編號對應的物理地址是多少? 分析:依據上面的已知條件,我們可知c1=120, h1=1,s1=1,ns=17,nh=4,ls=2757,那么將這些數據