将虚拟地址转换为物理地址

Posted 2023-02-23

【中文标题】将虚拟地址转换为物理地址

【英文标题】：translate virtual address to physical address

【发布时间】：2017-03-10 14:56:40

【问题描述】：

以下页表适用于具有 16 位虚拟和物理地址以及 4,096 字节页面的系统。当页面被引用时，引用位设置为 1。线程定期将参考位的所有值清零。所有数字均以十进制提供。

我想将以下虚拟地址（十六进制）转换为等效的物理地址。我还想为页表中的相应条目设置参考位。

•0xE12C

•0x3A9D

•0xA9D9

•0x7001

•0xACA1

我知道答案是，但我想知道如何才能获得这些答案：

0xE12C → 0x312C
0x3A9D → 0xAA9D
0xA9D9 → 0x59D9
0x7001 → 0xF001
0xACA1 → 0x5CA1

我找到并尝试了This，但对我没有多大帮助。

【参考方案1】：

要将虚拟地址转换为物理地址（仅应用于此作业问题），我们需要知道2 事情：

页面大小 虚拟地址的位数

在此示例中：16 位系统，4KB 页面大小 和物理内存大小 为 64KB。

首先，我们需要确定作为页内偏移量所需的位数。 log2(Page-Size) = log2(4096) = 12 位用于偏移

在虚拟地址的 16 位中，12 位用于偏移，这意味着每个进程都有2^4 = 16 虚拟页。页表中的每个条目都存储了容纳该页的相应框架。例如：

现在让我们翻译！

首先为了方便工作，让我们将0xE12C 转换为binary。

0xE12C = (1110 0001 0010 1100) in base 2
1110 = 14 in decimal
Entry 14 in P.T => Page frame 3.

让我们将它连接到 12 个偏移位

Answer: (0011 0001 0010 1100) = 0x312C

另一个例子：0x3A9D

0x3A9D = 0011 1010 1001 1101
0011 = 3
PageTable[3] = 10
10 in decimal = 1010 in binary
1010 1010 1001 1101 in binary = 0xAA9D

【参考方案2】：

假设虚拟地址为 16 位长。因此，虚拟地址空间中有 2^16 个地址。 页面大小为 4 KB（一个页面中有 4K (4 * (2 ^ 10) ) 个地址），因此页面数将为 ( 2^16 ) / ( 2 ^ 12 ) = 2 ^ 4。 要寻址每一页，需要 4 位。 虚拟地址中最重要的 4 位将表示被引用的页码，其余 12 位将是页偏移量。

要记住的一件事是页面大小（在虚拟地址空间中）始终与主存储器中的帧大小相同。因此，物理地址的最后 12 位将与虚拟地址的最后 12 位保持一致。

要获取主存储器中的帧地址，只需使用前 4 位。 示例：考虑虚拟地址 0xACA1 这里 ACA1 中的 A 表示页号（10），对应的帧号为 5（0101），因此生成的物理地址将是 → 0x5CA1。

【参考方案3】：

为了帮助您解决这个问题，我们需要正确填写我们的详细信息：

16 位虚拟地址空间 = 2^16 = 65,536 个地址空间 16 位物理地址空间 = 2^16 = 65,536 个地址空间 4096 字节页面大小决定偏移量，即 Log(4096) / Log (2) = 12 位。这意味着，页面大小为 2^12 根据@Akash Mahapatra，虚拟地址的偏移量直接映射到物理地址的偏移量

因此，我们现在有：

2^16（16 位）用于虚拟地址 - 2^12（12 位）用于偏移 = 4 位用于页面，或者更确切地说是可用页面的总数。 我不会重复计算物理，因为它是相同的数字。 2^4 (4bit) 页面 = 16，这与上面的表格条目数相关！

我们快到了……请耐心等待！ :)

十六进制表示法的内存地址 0xE12C 也被称为保存 16 位地址。 （因为它在问题中说明。）

让我们现在就杀掉地址吧……

我们首先从信息中删除“0x”。

我们可以将 E12C 转换为像 @Tony Tannous 这样的二进制符号，但我将应用一些捷径。

我只是使用一个比率。嗯，地址用上面的4个字符表示，由于16/4 = 4，我可以定义第一个字母为虚拟地址，而其他3个为偏移地址。

有了十六进制格式的“E”信息，我需要将其转换为十进制 = 14。然后我查看您提供的表格，发现页框“3”。页框 3 以十进制格式注明，然后需要转换回十六进制格式... Duh！... 是 3！

所以，0xE12C的虚拟内存位置的物理地址映射可以在物理内存的0x312C处找到。

然后您将返回表格，参考参考位列并将“1”放在第 14 行。

对这些应用相同的概念 -

0x3A9D → 0xAA9D
0xA9D9 → 0x59D9
0x7001 → 0xF001
0xACA1 → 0x5CA1

如果您注意到，最后 3 位数字是相同的（这决定了偏移量）。 并且根据表格映射了4位数字中的第一个：

table entry 3 -> page frame 10 -> hex notation A
table entry A (10) -> page frame 5 -> hex notation 5
table entry 7 -> page frame 15 -> hex notation F
table entry A (10) -> page frame 5 -> hex notation 5

希望这个解释能帮助你和像我这样的其他人！ :)