如何判断CPU访问的内存地址对应的虚拟页号是多少

在操作系统中，CPU访问的内存地址需要通过地址映射机制转换为对应的虚拟页号和物理页号。这个过程一般由硬件和操作系统共同完成。

具体来说，当CPU访问一个内存地址时，首先会将该地址发送给硬件的内存管理单元（MMU）。MMU会根据页表（Page Table）中的映射关系将虚拟页号转换为物理页号，同时计算出物理地址，然后将物理地址返回给CPU，CPU再根据物理地址访问实际的内存。

因此，要判断CPU访问的内存地址对应的虚拟页号是多少，需要查看页表中的映射关系。在Linux中，可以通过读取/proc/<pid>/maps文件来查看当前进程的虚拟地址空间和物理地址空间的映射关系，从而得知对应的虚拟页号。在Windows中，可以使用VirtualQuery函数来查询虚拟地址所属的虚拟页号和物理页号。

相关问题

已知虚拟地址空间用48bit表示，采用4级页表。每个级别用9个bit表示页表项的序号。剩余的12 bits用来表示页内偏移量。已知当前CPU访问的内存地址为0x000000008003。每个页表项的大小为8字节。 CPU访问的内存地址对应的虚拟页号是多少？页内偏移量是多少？ 答：

根据题意，可以得到以下信息：

- 虚拟地址空间大小为 $2^{48}$，即能够表示的最大地址为 $0xFFFFFFFFFFFF$。
- 采用 4 级页表，每个级别用 9 个 bit 表示页表项的序号，因此每个页表项的大小为 $2^9\times8=2^6\times2^9=512$ 字节。
- 当前 CPU 访问的内存地址为 0x000000008003。

我们需要根据这些信息来计算出 CPU 访问的内存地址对应的虚拟页号和页内偏移量。

首先，将当前 CPU 访问的内存地址转化为二进制数，得到：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0011

接着，我们将这个二进制数按照 4 级页表的结构进行划分。由于每个页表项的大小为 512 字节，因此第一级页表可以覆盖 $2^9\times512=2^{18}$ 字节的虚拟地址空间，第二级页表可以覆盖 $2^9\times2^{18}=2^{27}$ 字节的虚拟地址空间，以此类推。因此，可以得到如下划分：

Level 4: 0000 0000 0000
Level 3: 0000 0000 0000
Level 2: 0000 0000 0000
Level 1: 0000 0100 0000
Offset : 0000 0000 1000

由于当前 CPU 访问的内存地址所在的页表项在第一级页表中，因此我们只需要关注第一级页表的情况。根据题意，第一级页表可以用 9 个 bit 表示页表项的序号，因此可以将第一级页表的虚拟地址空间划分为 $2^9$ 个部分。由于当前 CPU 访问的内存地址在第 65 个部分中（即第 64 个页表项），因此 CPU 访问的内存地址对应的虚拟页号为：

0000 0100 0000 = 0x40

页内偏移量为：

0000 0000 1000 = 0x8

因此，CPU 访问的内存地址对应的虚拟页号为 0x40，页内偏移量为 0x8。

已知虚拟地址空间用48bit表示，采用4级页表。每个级别用9个bit表示页表项的序号。剩余的12 bits用来表示页内偏移量。已知当前CPU访问的内存地址为0x000000008003。每个页表项的大小为8字节。 问题1（5分）：CPU访问的内存地址对应的虚拟页号是多少？页内偏移量是多少？

虚拟地址空间用48bit表示，可以表示2^48个地址。每个页表项的大小是8字节，因此每个页表项可以表示2^3=8个地址。

4级页表，每级需要9个bit表示页表项的序号，因此每级最多可以表示2^9=512个页表项。将4级页表的页表项数相乘，可知整个虚拟地址空间可以被分成2^36个页。

CPU访问的内存地址为0x000000008003，转换为二进制为0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0011。其中48位中的前36位表示虚拟页号，剩余的12位表示页内偏移量。

因为每个页表项大小为8字节，所以页内偏移量的最大值为8*2^12=32KB。

因此，CPU访问的内存地址对应的虚拟页号为0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000，页内偏移量为0000 0000 0011。