通过页表将虚拟地址VA转为物理地址

示例分析（物理地址24位）

假设：

• 虚拟地址空间：32位（n=32）
• 页大小：4KB（\(P=2^{12}\) → p=12）
• 物理地址空间：24位（m=24）

关键参数计算：

1. 虚拟地址划分：

   • VPN位数 = 32 - 12 = 20位（高20位）
   • VPO位数 = 12位（低12位）

2. 物理地址划分：

   • PPN位数 = 24（物理地址总长） - 12（PPO） = 12位
   • PPO位数 = VPO位数 = 12位（直接复用）

地址翻译流程：

1. 虚拟地址：0x12345678（32位）

   • VPN = 高20位 0x12345（索引页表）
   • VPO = 低12位 0x678（页内偏移）

2. 查询页表：

   • 用VPN 0x12345找到PTE，假设PTE中PPN = 0xABC（12位）

3. 生成物理地址：

   • PPN (0xABC) + PPO (0x678) → PA = 0xABC678（24位）

验证物理地址范围：

• 最大物理地址 = 0xFFFFFF（24位全1），符合物理地址空间限制。

关键总结

1. 物理地址空间决定PPN位数：
   • 物理地址24位 → PPN = 12位，PPO = 12位。
2. 页表项（PTE）中PPN字段的位数必须与物理地址空间匹配。
3. 典型场景：
   • 32位系统 + 4KB页 → 虚拟地址：VPN 20位 + VPO 12位。
   • 物理地址24位 → PPN 12位 + PPO 12位。

这种设计确保了虚拟地址到物理地址的正确映射，同时约束了物理内存的最大容量（如24位地址对应16MB）。