虚拟地址和物理地址的概念

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    CPU通过地址来访问内存中的单元，地址有虚拟地址和物理地址之分，如果CPU没有MMU（Memory Management Unit，内存管理单元），或者有MMU但没有启用，CPU核在取指令或访问内存时发出的地址将直接传到CPU芯片的外部地址引脚上，直接被内存芯片（以下称为物理内存，以便与虚拟内存区分）接收，这称为物理地址（Physical Address，以下简称PA），如下图所示。

    图 1. 物理地址示意图

    如果CPU启用了MMU，CPU核发出的地址将被MMU截获，从CPU到MMU的地址称为虚拟地址（Virtual Address，以下简称VA），而MMU将这个地址翻译成另一个地址发到CPU芯片的外部地址引脚上，也就是将虚拟地址映射成物理地址，如下图所示[1]。

    图 2. 虚拟地址示意图

    MMU将虚拟地址映射到物理地址是以页（Page）为单位的，对于32位CPU通常一页为4K。例如，虚拟地址0xb700 1000~0xb700 1fff是一个页，可能被MMU映射到物理地址0x2000~0x2fff，物理内存中的一个物理页面也称为一个页框（Page Frame）。

    思考与练习

    1 以下程序中用到的BASEADDR是虚拟地址还是物理地址？

#define BASEADDR 0x00008000;
int i;
unsigned int *p;
p = (unsigned int *)BASEADDR;
for(i=0;i<100;i++)
{
*(p + i) = i;
}

    2 下图中内存芯片的地址范围是多少？这个地址范围是指虚拟地址还是物理地址的范围？

    图 3. 练习题