分层每进程页表：为什么我们不使用简单的线性数组？

Question

我想知道为什么我们需要OS中的分层页表来处理每进程页表，使用CPU中的PTBR和PTLR寄存器（简单地存储在PCB中）。
感谢PTLR，我可以检查当前进程的页表大小限制，因此它的页表只包含其地址存储空间的条目（不会像系统地址存储空间那么大）。
如果进程的虚拟地址空间不稀疏（其虚拟页面编号为0,1,2，...），我将有一个最多K个条目的进程页表：总的来说，它的大小最多只有几个MB ，我认为使用一个简单的连续数组会更好。
那么，为什么许多真正的解决方案（即x86和x64）都基于多级页表（或散列页表）？

感谢。

Answer 1

因为稀疏虚拟地址空间好。稀疏地址空间允许操作系统崩溃追逐（某些）野生指针的程序，并且它使预链接的共享库变得实用，也许最有用的是，它允许您的堆栈从内存的“顶端”和堆堆积从“底部”结束。您当然可以将页表索引定义为 signed 整数，这样您就可以使用一个简单的数组来实现后一个功能。

另外，想想“内存过量使用”分配 - 当你操作操作系统可能会说几千兆字节时，“确定，没问题！”，知道大多数要求几千兆字节的程序只使用其中的一小部分。使用一个不必要的大型简单数组，你可能会遇到支持这类问题的问题。