多级页表与快表
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什么是页表
页表就是一个用于将虚拟地址转换为物理地址的工具。
转换的公式就是： 通过页表先找到页，在使用页内偏移地址找到最终对应的实际物理内存
页表带来的问题
在页式内存管理中有两个重要的问题
- 虚拟物理地址到物理地址转换要快
- 当虚拟空间很大的时候页表也会变的很大
所以为了解决第一个问题就有了快表
所以为了解决第二个问题就有了多级页表
快表
快表一般存放在 CPU 内部的高速缓冲存储器 Cache。
快表可以直接理解为页式内存管理的高速缓存（Cache）
快表的原理是基于局部性原理、
- 时间局部性: 也就是某个数据被访问过那么这个数据不久很可能再次访问
- 空间局部性: 就是某个存储单元被访问过，那么它周围的存储单元很有可能被访问
快表的作用：加速虚拟地址到物理地址的转换速度
快表中存放着页表的一部分甚至全部内容
快表作为页表的高速缓存器（Cache），作用与页表的本质作用一致，只不过提高了页表的访问速度
原理：如果用页表做地址转换，则读写数据内存时，CPU要访问内存两次。当使用快表，有时只要访问一次高速缓存器，一次主存，这样就可以加速查找并提高指令执行速度
使用快表之后的地址转换流程：
- 根据虚拟地址中的页号查找快表
- 若该页在快表中，则直接从快表中读取对应的物理地址
- 若该页不在快表中，则访问内存中的页表，再从页表中读取物理地址，同时将该页表中的物理地址映射到快表中
- 当快表填满时，又要增加新的页表，就按照一定的淘汰策略删掉一页
多级页表
为了提高内存空间利用率，页应该小，页小了那么页表就大了
如果只有一级页表那么4G的虚拟地址空间就需要4M的连续内存来存放页表，开销太大
这时候就出现了多级页表，用来节约内存
使用二级页表的画，就只需要一个4k的页表来管理1024个二级页表，这时候你会有疑问怎么消耗的内存更大了，
其实不然，这里的内存不是都要放在内存里面的，根据局部性原理只有一级页表在内存，二级页表都存放在外部磁盘。只有当缺页中断的时候才会调用进去内存中
三级页表转换法
- 逻辑地址转物理地址
段起始地址+段内偏移地址=线性地址
一个32位的线性地址被划分为三部分
- 10bit 页目录索引
- 10bit 页吧表索引
- 12bit 页内偏移量
- 线性地址转物理地址
从cr3(页表寄存器)中拿出页目录地址
页目录地址+页目录索引=页表地址+页表索引=页地址+业内偏移=物理地址
参考
标签：多级,快表,物理地址,地址,详解,页表,内存 来源： https://blog.csdn.net/ahelloyou/article/details/119109669
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