企业网站的建立网络虚拟社区时对于企业,福田区做网站公司,php源码怎么建设网站,企业网站推广的形式有哪些承接上文我们讲完了页式管理和段式管理#xff0c;接下来让我们深入讲解一下快表和二级页表
快表
快表和计算机组成原理讲的Cache原理如出一辙。为了减少访存的次数#xff0c;OS在访问页面的时候创建了快表#xff08;Translation Lookaside Buffer #xff0c;简称TLB接下来让我们深入讲解一下快表和二级页表
快表
快表和计算机组成原理讲的Cache原理如出一辙。为了减少访存的次数OS在访问页面的时候创建了快表Translation Lookaside Buffer 简称TLB包含最近使用过的页表表项避免了反复查询处于内存中的页表。 如图所示OS会先根据TLB是否命中决定是否访问在内存中的页表如果命中就直接拿着快表表项组合已有的偏移量构成物理地址。反之OS会继续访问页表找到对应的页表项得到物理地址然后将该页表项加入到快表中以备下次查询。如果快表和页表都没有找到就会引发缺页中断有关内容我们下一章节会详细叙述。
二级页表
首先我们先思考一个问题假设的是32位逻辑地址页面大小为4kb并且假设页表项大小为4B那么一个进程最多有多少页需要分配的页框占据多少空间 页面大小是4KB也就是需要12位表示业内偏移量总共有32位逻辑地址剩余20位组成页号也就是一个进程最多有220个页每个页对应一个页号而一个页号对应一个页表项则至少需要220 *4 2^22个字节的空间存放即4GB的空间。 实际上我们普通电脑的内存不过8GB、16GB如果光是一个进程就干掉4GB那显然是捉襟见肘的。同时由于一个进程的页面是连续存放的那么一个进程就要连续分配4GB/4Kb 1024个页面显然一次性给一个进程分配这么多页面也是不合理的。 实际上进程不会一次访问所有的页面而是只会访问特定的页面所以我们不需要一次性分配所有的页面。为了解决进程页面必须连续存放的问题我们采用解决进程在内存中连续存放的思路使用二级页表把页面存放离散化。 如图所示我们已知页表是一种索引结构进程有2^20个页也就是有0~1048575的页号我们在此基础上分组每1024个为一组总共就是1024组然后在每一组中的页号对1024取余统一成0~1023。然后再在这1024组上建一层索引也就构成了我们的页目录。 奇妙的是按照1024划分每一个二级页表刚好对应一个页框而页目录表也是一个页框1024*4B 4KB。也就是说我们将原先连续的页面按照页框大小分组然后在分组上建索引得到了一个新的页表——页目录表。
现在我们查询就要分为两次先查页目录表对应的内存块号是存二级页表的内存位置然后再查二级页表二级页表中的内存块号就是实际访存的内存块号了。
与之对应二级页表的逻辑地址结构部分原先的前20位页号就要拆成一级页号和二级页号。 其中查页目录表就是查一级页号对应的内存块号然后根据该内存块号找到内存中对应的二级页表然后根据二级页号查二级页表找到对应的内存块号就是实际访存的内存块。 而一级页号总共是10位因为总共有1024个二级页表二级页号也有10位因为每个二级页表有1024个页表项。
建立多级页表本质上就是建立多重索引。二级页表就是借助二重索引的迭代查询来实现对于一重索引的离散化。
举一个更具体的例子
假设我们的32位的逻辑地址如图所示根据101012的原则一级页号就是0二级页号就是1页内偏移就是1023. 我们先在页目录表中查一级页号对应的内存块号3再到与之对应的二级页表中查询二级页号1得知内存块号4是最终需要访问的内存块结合页面大小4KB最终的访问地址是4*4K1023 17407。
几个细节 一般来说各级页表大小不能超过一个页面不然就又会出现页面连续存放的问题。 所以上述例子中每级页表最多2^10个占用10位40位逻辑地址就至少需要三级页表即40-12/ 3 向上取整。
假设不考虑TLB访存次数根据页表级数N而定因为页表也是存储在内存中的所以查询每一级页表都需要访存最终访存次数是N1。
至于一开始提到的进程自身页表存储量最高可达4GB现有的内存容量无法满足需求的解决方案我们将会在下一章的虚拟存储中提及。
