Se lo spazio degli indirizzi virtuali può essere maggiore dello spazio degli indirizzi fisici, come vengono memorizzati i mapping degli indirizzi?

Diciamo che stiamo lavorando con un sistema che ha 40 bit di indirizzo fisico. Lo spazio di indirizzi fisici totali (supponendo che la memoria sia indirizzabile in byte) è di byte o 1 TiB. E se gli indirizzi virtuali sono lunghi 48 bit, ciò significa che ci sono più indirizzi disponibili nella memoria virtuale di quanti siano i percorsi nella memoria fisica.$2^{40}$

Questo ha senso per me, perché gli indirizzi "in eccesso" potrebbero riferirsi anche alle posizioni del disco rigido. Tuttavia, ciò che non capisco è come avviene la traduzione tra indirizzi virtuali e fisici. Presumo che ci sia una mappatura memorizzata da qualche parte che collega le posizioni VAS alle posizioni fisiche. Se esistono più posizioni di indirizzi virtuali rispetto a posizioni fisiche, come è possibile archiviare in memoria tutti questi mapping? Almeno avresti bisogno di 48 bit per memorizzare ogni indirizzo virtuale, e poi altri 40 per memorizzare la posizione fisica a cui è mappato. Quindi ovviamente non puoi semplicemente memorizzare una mappatura 1: 1 di ciascun indirizzo virtuale sulla sua controparte fisica, poiché mappare ogni posizione richiederebbe più memoria della memoria fisica stessa.

Cosa mi manca esattamente qui?

Il trucco per far funzionare questo è "paging". Quando si trasferiscono dati da un disco rigido nella memoria fisica, non si portano solo pochi byte. Tu porti un'intera pagina. 4k byte è una dimensione di pagina molto comune.

Se hai solo bisogno di tenere traccia delle pagine, non di ogni singolo byte, la mappatura diventa molto più economica. Se si dispone di uno spazio di indirizzi di 48 bit e pagine di 4096 byte, è sufficiente tenere traccia di quale delle 2 ^ 36 pagine (circa 69 miliardi di pagine). È molto più facile! Il record di dove si trovano tutte le pagine è noto come "tabella delle pagine".

Se hai effettivamente bisogno di 1-256 TiB di memoria, rinunciare a qualche gigabyte per memorizzare questa tabella di pagine non è un grosso problema. In pratica, tuttavia, faremo cose come l'uso di tabelle di pagine a più livelli , il che ci consente di essere un po 'più efficienti, mantenendo le pagine solo per le aree dello spazio degli indirizzi che stiamo effettivamente utilizzando.