两级页表

单级页表的问题

某计算机系统按字节寻址,支持32位的逻辑地址,采用分页存储管理,页面大小为4KB,页表项长度为4B。

4KB = $2^{12}B$,因此页内地址要用12位表示,剩余20位表示页号。
因此,该系统中用户进程最多有220页。相应的,一个进程的页表中,最多会有220 = 1M = 1,048,576个页表项,所以一个页表最大需要220*4B=$2^{22}B$,共需要$2^{22}/2^{12}=2^{10}$个页框存储该页表。

根据页号查询页表的方法:K号页对应的页表项存放位置=页表始址+K*4要在所有的页表项都连续存放的基础上才能用这种方法找到页表项

需要专门给进程分配$2^{10}=1024$个连续的页框来存放它的页表

同时根据局部性原理可知,很多时候,进程在一段时间内只需要访问某几个页面就可以正常运行了。因此没有必要让整个页表都常驻内存。

问题一:页表必须连续存放,因此当页表很大时,需要占用很多个连续的页框。

解决方法:我们在解决“进程在内存中必须连续存储问题”时将进程地址空间分页,并为其建立一张页表,记录各页面的存放位置。同样的思路也可用于解决“页表必须连续存放”的问题,把必须连续存放的页表再分页

可将长长的页表进行分组,使每个内存块刚好可以放入一个分组(比如上个例子中,页面大小4KB,每个页表项4B,每个页面可存放1K个页表项,因此每1K个连续的页表项为一组,每组刚好占一个内存块,再讲各组离散地放到各个内存块中)

另外,要为离散分配的页表再建立一张页表,称为页目录表,或称外层页表,或称顶层页表

问题二:没有必要让整个页表常驻内存,因为进程在一段时间内可能只需要访问某几个特定的页面。

注意