如何使用页表将虚拟地址转换为物理地址？

Question

假设我有一个普通的页表：

页表（页面大小 = 4k）

      Page #:  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15          
Page Frame #:  3  x  1  x  0  x  2  x  5  x   7   4   6   x   x   x

如何将任意逻辑地址（如 51996）转换为物理内存地址？

---

如果我采用以 2 为底的对数 (4096)，则得到 12。我认为这就是我应该用于地址偏移量的位数。

我只是不确定。 51996 / 4096 = 12.69。 那么这是否意味着它位于第 12 页并具有一定的偏移量？

那么如何将其转换为“51996”的物理地址？

Answer 1

要确定给定内存地址的页，请取（N 位中的）前 P 位数字。

P = lg2(页数)
在您的示例中，P=lg2(16)=4

因此给定内存地址的前 4 位将告诉我们页面。 这意味着其余部分应该是距该页面开头的偏移量。

您的示例地址 51996 的二进制值为 1100101100011100。 即[1100:101100011100]。

1100（十进制 12）是页码
101100011100（十进制为2844）是偏移量

现在我们需要找到第12页在内存中的位置。
查看您的帧表，第 12 页似乎驻留在第 6 帧中。 在所有内存均可分页的系统中（即没有内存映射 IO），第 6 个页框将位于 (entriesPerPage*frameNum)-1

在这种情况下，4000*6-1 = 23999 （需要“-1”，因为内存是 0 索引的。）

在这种情况下，4096*6-1 = 24575（需要“-1”，因为内存是 0 -索引。）

现在我们要做的就是添加偏移量，我们就得到了物理内存地址：

23999 + 2844=26843 = 0x68DB

24575 + 2844 = 27419 = 0x6B1B

完毕！

希望这（编辑）有帮助 XD

编辑：
感谢杰尔发现了我的错误:)
感谢 user8 发现我的另一个错误！ （frameNum 而不是 pageNum）。

Answer 2

如果我正确理解你的问题（我可能没有），你想知道如何使用页表结构从虚拟地址找到物理地址。 在这种情况下，假装您是处理者。 使用地址的10个最高有效位来查找页目录中的页表（顶级页表）。 接下来的 10 位是页表（较低级别页表）的索引。 使用该页表条目中的地址来查找物理页地址。 最后十位是页中的字节地址。

顺便说一句，您可能会在面向操作系统的网站（例如 OSDev）上找到更多能够理解此类问题的人。 我无法在这个答案中详细说明，因为我已经很多年没有做过此类事情了。

Answer 3

这可能会有所帮助：

    import java.util.Arrays;
    import java.util.Scanner;

    public class Run {

        private static Scanner input = new Scanner(System.in);

        public static void main(String[] args) {

            System.out.println("////////// COMMANDS //////////");
            System.out.println("Snapshot: S(enter)r, S(enter)m, S(enter)x, S(enter)p, S(enter)d, S(enter)c");
            System.out.println("time: t");
            System.out.println("Terminate: T#");
            System.out.println("Kill: K#");
            System.out.println("Start process: A");
            System.out.println("Quit program: quit");
            System.out.println("Deletes device: delete");
            System.out.println ("//////////////////////////////");
            OS myComputer;
            int hdd, cdd, printer, cpu, mem, page;
            hdd = cdd = printer = cpu = 20;
            mem = 1;
            page = 1;
            System.out.println("");
            System.out.println("|||| SYS GEN ||||");
            System.out.println("");
            mem = 0;
            System.out.println("Number of Hard-Drives:");
            while (hdd > 10) {
                String inpt = input.next();
                while (Asset.isInt(inpt) == false)
                    inpt = input.next();
                hdd = Integer.parseInt(inpt);
                if (hdd > 10)
                    System.out.println("Try something smaller (less than 10)");

            }

            System.out.println("Number of CD-Drives: ");
            while (cdd > 10) {
                String inpt = input.next();
                while (Asset.isInt(inpt) == false)
                    inpt = input.next();
                cdd = Integer.parseInt(inpt);
                if (cdd > 10)
                    System.out.println("Try something smaller (less than 10)");
            }

            System.out.println("Number of Printers:");
            while (printer > 10) {
                String inpt = input.next();
                while (Asset.isInt(inpt) == false)
                    inpt = input.next();
                printer = Integer.parseInt(inpt);
                if (printer > 10)
                    System.out.println("Try something smaller (less than 10)");
            }

            System.out.println("Amount of Memory:");
            while (mem <= 0) {
                String inpt = input.next();
                if (Asset.isInt(inpt))
                    mem = Integer.parseInt(inpt);
                if (mem<=0)
                    System.out.println("The memory size must be greater than zero.");
                else
                    break;
            }

            Integer[] factors = Asset.factors(mem);
            System.out.println("Enter a page size: "+Arrays.toString(factors));
            while (true) {
                String inpt = input.next();
                while (Asset.isInt(inpt) == false)
                    inpt = input.next();
                if (Asset.inArray(factors, Integer.parseInt(inpt))) {
                    page = Integer.parseInt(inpt);
                    break;
                } else {
                    System.out.println("Page size must be one of these -> "+Arrays.toString(factors));
                }
            }

            System.out.println("Number of CPUs (max10):");
            while (cpu > 10) {
                String inpt = input.next();
                while (Asset.isInt(inpt) == false)
                    inpt = input.next();
                cpu = Integer.parseInt(inpt);
                if (cpu > 10)
                    System.out.println("Try something smaller (less than 10)");
            }
            myComputer = new OS(cpu, hdd, cdd, printer, mem, page);
            myComputer.Running();
        }

    }

Answer 4

第一步：51996 / 4000 = 12 -> p ，仍=3996→ d（偏移）。

现在看表 p(12) = 6

第二步 : (6*4000) + 3996 : 27996

物理地址是 27996。

Answer 5

以下页表适用于具有 16 位虚拟地址和物理地址以及 4,096 字节页的系统。 当页面被引用时，引用位被设置为1。 线程定期将引用位的所有值清零。 页框的破折号表示该页不在内存中。 页面替换算法是本地化的 LRU，并且所有数字均以十进制形式提供。

页页框参考位
0 9 0
1 1 0
2 14 0
3 10 0
4 - 0
5 13 0
6 8 0
7 15 0
8 0 0
9 - 0
10 5 0
11 4 0
12 - 0
13 3 0
14 - 0
15 2 0
A。 将以下虚拟地址（十六进制）转换为等效的物理地址（以十六进制和十进制提供答案）。 还要为页表中的相应条目设置引用位。 (3)
我。 0xBC2C
二. 0x00ED
三. 0xEA14
四. 0x6901
v.0x23A1
六. 0xA999