确定虚拟内存的页表大小

时间:2010-10-27 03:54:00

标签: memory paging virtual-memory page-tables

考虑具有38位虚拟字节地址,1KB页面和512 MB物理内存的虚拟内存系统。假设有效,保护,脏和使用位总共占用4位,并且所有虚拟页面都在使用中,则本机上每个进程的页表总大小是多少? (假设磁盘地址未存储在页表中。)

3 个答案:

答案 0 :(得分:30)

好吧,如果问题只是“页面表的大小是多少?”无论它是否适合物理记忆,都可以这样计算答案:

第一个物理内存。有512K页的物理内存(512M / 1K)。这需要19位来表示每个页面。将其添加到4位会计信息中,您将得到23位。

现在虚拟内存。使用38位地址空间和10位(1K)页面大小,页面表中需要2个 28 条目。

因此,每个23位的2 28 页表条目为6,174,015,488位或736M。

这是每个进程的单级VM子系统所需的最大大小

现在很明显,如果你只拥有512M的物理内存,那么它就无法运行,所以你有几个选择。

  1. 您可以减少物理页面的数量。例如,只允许一半的内存进行分页,保持另一半驻留。这将为每个条目节省一点,但不足以产生影响。

  2. 增加页面大小,尽可能。 38位地址空间上的1K页面是非常粗糙的页表的原因。例如,我认为'386,其32位地址空间,使用4K页面。这将导致一百万个页表条目,远远低于此处所需的2.6亿个。

  3. 进入多层次。更高级但它基本上意味着页表本身受到分页。您必须将第一级页表保持在物理内存中,但第二级可以根据需要进出。这将大大降低物理需求,但代价是速度,因为可能会出现两个级别的页面错误以获得实际的进程页面(一个用于辅助分页表,然后一个用于进程页面)。


  4. 让我们再看看选项3。

    如果我们允许主要分页表使用32M,并且每个条目给出4个字节(32位:只需要23个字节,但我们可以在这里求效率),这将允许8,388,608个页面用于辅助页面表。

    由于每个辅助页面表页面都是1K长(允许我们存储256个辅助页面表项,每个4字节),我们可以处理总共2,147,483,648个虚拟页面。

    这将允许8,192个完全加载(即,使用它们的整个28位地址空间)进程并排运行,假设您有一大块磁盘空间来存储非驻留页面。

    现在很明显,主要的分页表(以及VM子系统,可能是操作系统其余部分的一大部分)必须始终保持驻留状态。您不能允许页面输出其中一个主页面,因为您可能需要该页面才能将其重新输入: - )

    但这是主要分页表的512M的常驻成本,比736M的(至少一个完全加载过程)要好得多。

答案 1 :(得分:9)

页表的大小=页表条目的总数*页表条目的大小

第1步:在页面表中查找参考号:

no of page table entries=virtual address space/page size

=2^38/2^10=2^28

所以页面表中有2 ^ 28个条目

第2步:没有物理记忆中的框架:

no of frames in the physical memory=(512*1024*1024)/(1*1024)=524288=2^19

因此我们需要19 bits和其他4 bits来获取有效,保护,脏和使用位 总共23位= 2.875字节

size of the page table=(2^28)*2.875=771751936B=736MB

答案 2 :(得分:-2)

1KB页= 2 ^ 10,512MB = 2 ^ 29 =>偏移= 29 - 10 = 19位。

虚拟包括两部分:页面框架+偏移=>页框+脏位= 38 - 19 = 29位。 29位包括4位脏(上)=>实际页面帧为25位,每页帧长10位。

因此,页面大小:2 ^ 25 * 10 = 320M。

希望这是正确的。