系统的存储管理地址转换代码怎么写

地址转换是操作系统中非常重要的部分之一，涉及到虚拟地址到物理地址的转换。下面以最常见的页表方式为例，给出地址转换的代码示例：

// 定义页表项的结构体
struct PageTableEntry {
    unsigned int present : 1; // 该页是否在物理内存中
    unsigned int writable : 1; // 该页是否可写
    unsigned int user_accessible : 1; // 用户模式是否可以访问该页
    unsigned int accessed : 1; // 该页是否被访问过
    unsigned int dirty : 1; // 该页是否被修改过
    unsigned int unused : 7; // 未使用的位
    unsigned int frame_address : 20; // 该页对应的物理帧地址
};

// 定义页表
struct PageTable {
    PageTableEntry entries[1024]; // 1024个页表项
};

// 定义页目录项的结构体
struct PageDirectoryEntry {
    unsigned int present : 1; // 该页表是否在物理内存中
    unsigned int writable : 1; // 该页表是否可写
    unsigned int user_accessible : 1; // 用户模式是否可以访问该页表
    unsigned int accessed : 1; // 该页表是否被访问过
    unsigned int unused : 7; // 未使用的位
    unsigned int page_table_address : 20; // 该页表对应的物理地址
};

// 定义页目录
struct PageDirectory {
    PageDirectoryEntry entries[1024]; // 1024个页目录项
    PageTable* tables[1024]; // 指向页表的指针数组
};

// 从虚拟地址中提取页目录索引
unsigned int get_directory_index(unsigned int virtual_address) {
    return (virtual_address >> 22) & 0x3ff;
}

// 从虚拟地址中提取页表索引
unsigned int get_table_index(unsigned int virtual_address) {
    return (virtual_address >> 12) & 0x3ff;
}

// 从虚拟地址中提取页内偏移
unsigned int get_offset(unsigned int virtual_address) {
    return virtual_address & 0xfff;
}

// 将虚拟地址映射到物理地址
unsigned int translate_address(PageDirectory* directory, unsigned int virtual_address) {
    unsigned int directory_index = get_directory_index(virtual_address);
    unsigned int table_index = get_table_index(virtual_address);
    unsigned int offset = get_offset(virtual_address);
    PageTable* table = directory->tables[directory_index];
    if (!table) { // 如果该页表不存在，则需要申请一个新的页表
        table = new PageTable;
        directory->entries[directory_index].present = 1;
        directory->entries[directory_index].writable = 1;
        directory->entries[directory_index].user_accessible = 1;
        directory->entries[directory_index].accessed = 0;
        directory->entries[directory_index].unused = 0;
        directory->entries[directory_index].page_table_address = (unsigned int)table >> 12;
        directory->tables[directory_index] = table;
    }
    PageTableEntry* entry = &table->entries[table_index];
    if (!entry->present) { // 如果该页不存在，则需要申请一个新的物理帧，并将页放置其中
        unsigned int frame_address = allocate_frame();
        entry->present = 1;
        entry->writable = 1;
        entry->user_accessible = 1;
        entry->accessed = 0;
        entry->dirty = 0;
        entry->unused = 0;
        entry->frame_address = frame_address >> 12;
    }
    return (entry->frame_address << 12) + offset;
}

以上代码是一个简单的页表地址转换的实现，其中 `get_directory_index`、`get_table_index`、`get_offset` 三个函数用于从虚拟地址中提取页目录索引、页表索引和页内偏移。`translate_address` 函数接受一个页目录和一个虚拟地址作为参数，返回对应的物理地址。在该函数中，首先从页目录中获取对应的页表，如果该页表不存在，则需要申请一个新的页表，并将其放置在页目录中。接着，从页表中获取对应的页表项，如果该页不存在，则需要申请一个新的物理帧，并将该页放置其中。最后，将页表项中保存的物理帧地址和页内偏移组合成物理地址并返回。