多级页表——分层分页

Posted 2023-02-23

【中文标题】多级页表——分层分页

【英文标题】：Multi-level page tables - hierarchical paging

【发布时间】：2011-07-30 08:32:06

【问题描述】：

过去操作系统决赛的示例问题，我如何计算此类问题？

一台计算机有一个 64 位的虚拟地址空间和 2048 字节的页面。页表条目占用 4 个字节。使用多级页表是因为每个表都必须包含在一个页中。需要多少级？

我将如何计算这个？

【参考方案1】：

由于页表必须适合一页，页表大小为 2048 字节，每个条目为 4 字节，因此一个表包含 2048/4=512 个条目。要处理 512 个条目，它需要 log2(512)=9 位。可用于对每个页面级别的条目进行编码的总位数为 64-log2(2048)=53 位（地址空间的位数减去页面偏移位）。因此，所需的关卡总数为 53/9=6（四舍五入）。

x86-64 默认页表大小为 4096 字节，每个页表必须适合一页，页表条目为 8 字节。当前的 CPU 仅实现 48 位的虚拟地址空间。需要多少页表级别？

【讨论】：

4096/8 = 512 个条目；要寻址 512 个条目，log2(512) = 9 位。编码每个页面级别的总位数为 48 - log2(4096) = 36 位。因此所需的关卡总数为 36/9 = 4。

既然 2048 是以字节为单位的，难道不应该将其转换为位，从而使其 50/9 = 6 向上取整吗？

不，因为你知道需要多少位来寻址 2048 个字节而不是位。

我可能会在 2014 年回答，但非常感谢！！

【参考方案2】：

逻辑地址位=64， 页数= 2^64/2048 = 2^64/2^11 = 2^53 我们有页表的条目正弦 = 4 字节的页面， 一页中的条目数将为= 2048/4=>512， bit 表示一个Entry=Log(512)=9bit, Page 的位 = 53bit 因此层数 =53/9=>6 层页表

【讨论】：

2048 是 2K 页的吗？什么操作系统使用这些？您不想在这里使用 4K 页面吗？