多级页表分层分页

Question

考虑一个具有32位虚拟地址和1KB页的虚拟内存系统。每个页表条目都需要32位.希望将页表大小限制为一页。

1. 需要多少级别的页表？
2. 两个级别的表有256个条目；一个级别的表有64个条目。(8+8+6=22)如果顶层页表有2^6项，那么可能有多少页？
3. 如果中级页表有2^6项，那么可能有多少页？
4. 如果底层页表有2^6项，那么可能有多少页？

Answer 1

在这样的系统中有2^32/2^10 = 2^22页。这意味着只需要22位来寻址一个页面。为了简单实用，大多数现代系统都会将其与32位对齐，并使用额外的位作为标志，因此在32位页表条目中有16 MB的页表地址。一个页面可以容纳256个条目，在最深的级别上，总页数必须达到2^22 / 256 = 16384。下一个级别将有16384 /256个= 64；最高级别将适合于一个页面，因为64 <256个，因此答案是3。

如果不考虑32位对齐(在现实场景中这是站不住脚的)，那么答案仍然是三个，因为在22位时，每页最多有372个条目，因此，第一页为2^22/ 372 = 11275，第二页为11275 / 372 = 30，第三页为1。

或者，你可以自上而下地解释它，所以不要从最深的层次开始，而是从顶层开始。在这种情况下，从顶部开始将导致最深层次的每页有最多未使用的条目。这显然是不理想的，最好在较高级别上有未使用的页表条目。

然而，无论哪种解释，答案都是明确的。