操作系统，二级页表存储方式

操作系统，二级页表存储方式

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题目：

有一个24bit的操作系统，
4kb / page （每个页表占4kb），
4byte / page table entry（每个页表项占4b）
问：给你一个虚拟地址，要求你求出其在内存中的物理地址

解：

由每个页表占4kb，可得

$$4 kb = 2^{12}$$
$$\frac{24bit}{4kb} = 2^{12} = 4096$$

所以映射表，由 [0 ~ 4095] 的页表项组成，每个页表项占4byte

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一级页表的情况：

现在有虚拟地址virArr

$$[0,2^{24}-1]$$
每个页表 pageTable = 4096
页号 virPageNo = virAddr / 4096
位偏移 offset = virAddr % 4096
物理地址块号 phyPageNo，要从映射表中查询
最后实际的物理地址
$$phyPage = phyPageNo * 4096 + offset$$

程序实现如下

#define PAGE_SIZE 4096  
int pageTable[PAGE_SIZE];  
unsigned int getPhyAddr(unsigned int virAddr) {  
    virAddr &= 0xffffff; // 保留虚拟地址的后24位  
    int virPageNo = virAddr / PAGE_SIZE;  
    int offset = virAddr % PAGE_SIZE;  
    int phyPageNo = pageTable[virPageNo];  
    return phyPageNo * PAGE_SIZE + offset;  
}  

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二级页表的情况：

对于要求连续的内存空间来存放页表的问题，可利用将页表进行分页，并离散地将各个页面分别存放在不同的物理块中的办法来加以解决，同样也要为离散分配的页表再建立一张页表，称为外层页表，在每个页表项中记录了页表页面的物理块号。
下面我们仍以前面的24位逻辑地址空间为例来说明。

由于总容量16kb的页表，太大了，所以要拆分成4个1kb的页表
每个页表项 4byte = 4096 bit

现在 24 位的操作系统被分为

index1(内层页表)	index2(外层页表)	offset(页内偏移)
2 bit	10 bit	12 bit

程序实现如下

#define PAGE_SIZE 4096  
typedef int ARRAY[1024];  //一级页表  
ARRAY *outTable[1024];  
//初始化，4个二级页表  
void init() {  
    for(int i = 0; i < 4; i++) {  
        outTable[i] = (ARRAY*)malloc(sizeof(ARRAY));  
    }  
}  
unsigned int getPhyAddr(unsigned int virArr) {  
    virAddr &= 0xffffff; // 保留虚拟地址的后24位  
    int index1 = virAddr >> 22; //获取一级页表索引  
    int index2 = (virAddr >> 12) & 0x3ff; //获取二级页表索引  
    int offset = virAddr & 0x3ff; // 获取页内偏移 virAddr % 4096  
    int phyPageNo = outTable[index1][index2];  
    return phyPageNo * PAGE_SIZE + offset;  
}