基本位址變換機構

2021-09-29 05:45:11 字數 1814 閱讀 5780

重點理解、記憶基本位址變換機構(用於實現邏輯位址到實體地址轉換的一組硬體機構)的原理和流程。

1.存放頁表起始位置

2.存放頁表長度

基本位址變換機構可以借助程序的頁表將邏輯位址轉換為實體地址

通常會在系統中設定乙個頁表暫存器(ptr),存放頁表在記憶體中的起始位址f和頁表長度m。程序未執行時,頁表的起始位址和頁表長度放在程序控制塊(pcb)中,當程序被排程時,作業系統核心會把他們放到頁表暫存器中。

注意:頁面的大小是2的整數冪

設頁面的大小為l,邏輯位址a到實體地址e的變換過程如下:

1.根據邏輯位址計算出頁號、頁內偏移量

2.判斷頁號是否越界(頁號和頁表的長度m進行比較,頁表是存在連續記憶體空間中,並從0開始,當頁號和長度m相等時,也屬於越界)

3.查詢頁表,找到頁號對應的頁表項,確定頁面存放的記憶體塊號(頁框號)

4.用記憶體塊號和頁內偏移量相加得到實體地址。(注意乙個記憶體塊中還有n個位址)

設頁面大小為l,邏輯位址a到實體地址e的變換過程如下:

1.計算頁號p和頁內偏移量w(如果用十進位制數手算,則p=a/l,w=a%l;但是在計算機實際執行時,邏輯位址結構是固定不變的,因此計算機硬體可以更快的得到二進位制的頁號、頁內偏移量)

2.比較頁號p和頁表長度m,若p>=m;則產生越界中斷,否則繼續執行。(注意:頁號是從0開始的,而頁表長度至少是1,因此p=m時也會越界

3.頁表中頁號p對應的頁表項位址=頁表項起始位址f+頁號p*頁表項長度,取出該頁表項內容b,即為記憶體塊號。(注意分割槽頁表項長度、頁表長度、頁面大小的區別。頁表長度指的是這個頁表中總共有幾個頁表項,即總共有幾個頁;頁表項長度指的是每個頁表項佔多大的儲存空間;頁面的大小指的是乙個頁面占多大的儲存空間)

4.計算e=b*l+w,用得到的實體地址e去訪存(如果記憶體塊號、頁面偏移量是用二進位制表示的,那麼把二者拼起來就是最終的實體地址了)

例項:

每個頁表項的長度是相同的,頁號是「隱含」的

例項:假設某系統物理記憶體大小為4gb,頁面的大小為4kb,記憶體總共會被分為2^32 除以2的12次方=2的20次方個記憶體塊

所以記憶體塊號的範圍應該是0~(2^20 - 1 )

因此至少要20個進製位才能表示這麼多的記憶體塊號。因此至少要3個位元組才夠

各頁表項會按順序連續的儲存在記憶體中,如果該頁表在記憶體中存放的起始位址是x,則m號頁對應的頁表項是存放在記憶體位址為x+3*m

乙個頁面為4kb,則每個頁框可以存放4096/3=1365個頁表項,但是這個頁框會剩餘1b的頁內碎片。因此,1365號頁表項存放的位址為x+31365+1

如果每個頁表項佔4位元組,則每個頁框剛好可存放1024個頁表項

1024號頁表項雖然是存放在下乙個頁框中的,但是它的位址依然可以用x+41024得出

1.根據邏輯位址算出頁號、頁內偏移量

2.頁號的合法性檢查(與頁表長度對比)

3.若頁號合法,再根據頁表起始的位置、頁號找到對應頁表項

4.根據頁表項中記錄的記憶體塊號、頁內偏移量得到最終的實體地址

5.訪問物理記憶體對應的記憶體單元

1.頁內偏移量位數與頁面大小之間的關係(要用其中乙個條件推出另乙個條件)

2.頁式管理中位址是一維的

3.實際應用中,通常使乙個頁框恰好能放入整數個頁表項

4.為了方便找到頁表項,頁表一般放在連續的記憶體塊中。

基本位址變換機構

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