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这张图解释的是:
🔷 在32位虚拟地址 + 256MB物理内存 + 4KB分页系统下,地址是如何转换的(Address Translation)。
✅ 结构分解与中文解释:
🧩 系统配置:
- 虚拟地址空间:32-bit(即 2 32 = 4 GB 2^{32} = 4\,\text{GB} 232=4GB)
- 物理地址空间:28-bit(因为256MB = 2 28 2^{28} 228)
- 页大小:4KB(即 2 12 2^{12} 212,4096字节)
🔷 1. 虚拟地址结构(Virtual Address)
总共 32 bits,被分成两部分:
部分 | 位数 | 含义 |
---|---|---|
虚拟页号(VPN) | 20 bits | 虚拟地址中的页编号,用来查页表 |
页内偏移(offset) | 12 bits | 每页4KB内的偏移地址,无需转换,直接保留 |
📌 所以每页有 2 12 = 4096 2^{12} = 4096 212=4096 个地址 —— 就是 4KB 一页。
🔷 2. 页表映射(Page Table)
- 用 虚拟页号(20 bits) 去查页表,得到 物理页号(16 bits)
- 注意:页表不翻译偏移(12 bits 直接保留)
📌 也就是说:一个 PTE(Page Table Entry) 负责 4KB 地址范围的映射
这就是右边红框说的:
“每一个 PTE 处理 4KB 的地址空间,12 bits 不被转换,直接原样保留。”
🔷 3. 物理地址结构(Physical Address)
被分成:
部分 | 位数 | 含义 |
---|---|---|
物理页号(PPN) | 16 bits | 因为物理内存是 256MB = 2 28 2^{28} 228 ⇒ 可容纳 2 28 ÷ 2 12 = 2 16 2^{28} ÷ 2^{12} = 2^{16} 228÷212=216 个页 |
页内偏移(offset) | 12 bits | 与虚拟地址中的偏移相同,直接复制 |
✅ 结论一句话总结:
页表翻译的是“页号部分”(高位),不翻译页内偏移(低位12 bits);
所以每个 PTE 管理一整页(4KB)的映射。
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