多级页面table如何节省内存space？
How does multi-level page table save memory space?
我正在尝试了解多级页面 table 如何节省内存。据我了解，多级页面 table 总共比单级页面 table 消耗更多内存。
示例：考虑一个页面大小为 64KB 和 32 位处理器的内存系统。页面 table 中的每个条目都是 4 字节。
单级页面Table：需要16 (2^16 = 64KB) 位来表示页面偏移量。所以剩下的 16 位用于索引页面 table。所以
*页面大小 table = 2^16（页面数）* 4 字节（每页 table 条目的大小）= 2^18 字节*
多级页面Table：在两级页面的情况下table，让我们使用前 10 个最高有效位作为第一个索引级别页面 table。接下来的 10 位索引到二级页面 table，它具有页码到帧号的映射。其余 12 位表示页面偏移量。
二级页面的大小table = 2^10（条目数）* 4 字节（每个条目的大小）= 4 KB
所有二级页面的总大小tables = 2^10（二级页面的#=49=]s）* 4KB（每个二级页面的大小table) = 4MB
一级页面的大小table = 2^10（条目数）*（10/8）字节（每个条目的大小）= 1.25 KB
存储一级和二级页面所需的总内存tables = 4 MB + 1.25 KB
所以我们需要更多的内存来存储多级页面tables.
如果是这样，多级页面tables如何节省内存space？
这是多级页面的主要优势 tables:
First, chop up the page table into page-sized units; then, if an entire page of page-table entries (PTEs) is invalid, don’t allocate that page of the page table at all.
Source.（第 20.3 节）
因此页面 table 所需的内存量不是由地址大小 space 决定的，而是由进程使用的内存量决定的。
此外，如果物理内存已满，第 table 页条目的页面本身可以被分页 - 只有页面目录需要始终存在于内存中。
多级 table 主要是因为英特尔领域的内存结构。
假设您有一个 32 位系统，您将地址 space 分开，这样上半部分保留给系统，下半部分留给用户地址。
通过这样的划分，您需要在每个用户页面 table 中有 2GB 的连续页面 table 条目才能到达系统地址。
旧的VAX来一个简单的处理方法。它将4GB地址space分成了4个区域（2个用户，1个系统，1个不可用）。三个可用区域有自己的页面 table。
每个地区都有自己的页面table。因为有一个专用的系统地址 space，用户页面 tables 可以是虚拟地址，所以它们不需要连续的内存。
地址转换的第一阶段是查看 select 页面 table 的 2 个高位地址位以供使用。
Intel-land 没有单独的页面 table，而是将页面 table 分开。这减少了 (1) table 需要连续内存的问题； (2) 要求页面table跨越全地址space； (3) 允许定义一个内核地址，可以被所有进程共享。
- 在单级页面table中，您需要整个table来访问即使是少量数据（更少的内存引用）。即 2^20 页，每个 PTE 占用 4 个字节，正如您假设的那样。
Space 访问任何数据所需的大小为 2^20 * 4bytes = 4MB
- 分页是多级的paging.In多级分页是更具体的，你可以借助多级组织来决定你的数据存在于2^20页中的具体哪一页，select 它。所以在这里你只需要那个特定的页面在你 运行 过程中在内存中。
在您讨论的 2 级案例中，您需要第 1 级页面table，然后是第 2 级 2^10 页中的 1 个table。
所以，
第一级大小 = 2^10 * 4bytes = 4KB
第二级我们只需要 2^10 页中的 1tables = 所以大小是 2^10 * 4bytes = 4KB
现在所需的总大小为：4KB + 4KB = 8KB。
最终比较是 4MB 与 8KB。
要补充 ，这里确实有一个想法必须强调：您不需要将整个页面 table 加载到主内存中 - 只需加载部分带你去你想去的地方。这补偿了您正确的直觉，即多级页面 table 至少需要与单级页面 table 一样多的容量（毕竟，您需要存储所有虚拟地址的映射，无论table 风格）。
还需要注意的是，多级分页实际上出现是因为想要应用上述原则（而不是相反，即应用该原则，因为你想使用多级分页）级分页）。单级 table 的条目本身存储在页面中，并且在单级模型中，这些页面可以填满一大块内存；这样，您只需要基地址来索引您的 table。但是，现在尝试拉出您不需要的条目页面：自然而然，我们需要一种方法来仍然能够引用所有条目页面，即使它们不再作为一大块。于是出现了顶级页面table，我们就有了多级分页。
现在只需将我们拉出的页面写入磁盘，仅检索它们以备后用。这样，如果程序真的只需要一个最终级别的页面 table 条目，我们将整个 4 MB 的条目存储到磁盘，除了我们实际需要的 4 kB + 4 kB。节省了大量 RAM。
我正在尝试了解多级页面 table 如何节省内存。据我了解，多级页面 table 总共比单级页面 table 消耗更多内存。
示例：考虑一个页面大小为 64KB 和 32 位处理器的内存系统。页面 table 中的每个条目都是 4 字节。
单级页面Table：需要16 (2^16 = 64KB) 位来表示页面偏移量。所以剩下的 16 位用于索引页面 table。所以
*页面大小 table = 2^16（页面数）* 4 字节（每页 table 条目的大小）= 2^18 字节*
多级页面Table：在两级页面的情况下table，让我们使用前 10 个最高有效位作为第一个索引级别页面 table。接下来的 10 位索引到二级页面 table，它具有页码到帧号的映射。其余 12 位表示页面偏移量。
二级页面的大小table = 2^10（条目数）* 4 字节（每个条目的大小）= 4 KB
所有二级页面的总大小tables = 2^10（二级页面的#=49=]s）* 4KB（每个二级页面的大小table) = 4MB
一级页面的大小table = 2^10（条目数）*（10/8）字节（每个条目的大小）= 1.25 KB
存储一级和二级页面所需的总内存tables = 4 MB + 1.25 KB
所以我们需要更多的内存来存储多级页面tables.
如果是这样，多级页面tables如何节省内存space？
这是多级页面的主要优势 tables:
First, chop up the page table into page-sized units; then, if an entire page of page-table entries (PTEs) is invalid, don’t allocate that page of the page table at all.
Source.（第 20.3 节）
因此页面 table 所需的内存量不是由地址大小 space 决定的，而是由进程使用的内存量决定的。
此外，如果物理内存已满，第 table 页条目的页面本身可以被分页 - 只有页面目录需要始终存在于内存中。
多级 table 主要是因为英特尔领域的内存结构。
假设您有一个 32 位系统，您将地址 space 分开，这样上半部分保留给系统，下半部分留给用户地址。
通过这样的划分，您需要在每个用户页面 table 中有 2GB 的连续页面 table 条目才能到达系统地址。
旧的VAX来一个简单的处理方法。它将4GB地址space分成了4个区域（2个用户，1个系统，1个不可用）。三个可用区域有自己的页面 table。
每个地区都有自己的页面table。因为有一个专用的系统地址 space，用户页面 tables 可以是虚拟地址，所以它们不需要连续的内存。
地址转换的第一阶段是查看 select 页面 table 的 2 个高位地址位以供使用。
Intel-land 没有单独的页面 table，而是将页面 table 分开。这减少了 (1) table 需要连续内存的问题； (2) 要求页面table跨越全地址space； (3) 允许定义一个内核地址，可以被所有进程共享。
- 在单级页面table中，您需要整个table来访问即使是少量数据（更少的内存引用）。即 2^20 页，每个 PTE 占用 4 个字节，正如您假设的那样。
Space 访问任何数据所需的大小为 2^20 * 4bytes = 4MB
- 分页是多级的paging.In多级分页是更具体的，你可以借助多级组织来决定你的数据存在于2^20页中的具体哪一页，select 它。所以在这里你只需要那个特定的页面在你 运行 过程中在内存中。
在您讨论的 2 级案例中，您需要第 1 级页面table，然后是第 2 级 2^10 页中的 1 个table。 所以， 第一级大小 = 2^10 * 4bytes = 4KB 第二级我们只需要 2^10 页中的 1tables = 所以大小是 2^10 * 4bytes = 4KB
现在所需的总大小为：4KB + 4KB = 8KB。
最终比较是 4MB 与 8KB。
要补充
还需要注意的是，多级分页实际上出现是因为想要应用上述原则（而不是相反，即应用该原则，因为你想使用多级分页）级分页）。单级 table 的条目本身存储在页面中，并且在单级模型中，这些页面可以填满一大块内存；这样，您只需要基地址来索引您的 table。但是，现在尝试拉出您不需要的条目页面：自然而然，我们需要一种方法来仍然能够引用所有条目页面，即使它们不再作为一大块。于是出现了顶级页面table，我们就有了多级分页。
现在只需将我们拉出的页面写入磁盘，仅检索它们以备后用。这样，如果程序真的只需要一个最终级别的页面 table 条目，我们将整个 4 MB 的条目存储到磁盘，除了我们实际需要的 4 kB + 4 kB。节省了大量 RAM。