Memory management 如何使用倒置的页面表节省空间？

如果我们使用反向页表将虚拟地址映射到物理地址，为什么要节省内存？例如，如果我们有两个进程，它们都有4个页面，我们将在两个不同的表中有8个条目，从虚拟地址指向物理地址：

Process 1:
[0] = 1
[1] = 5
[2] = 63
[3] = 0

Process 2:
[20] = 14
[21] = 55
[22] = 11
[25] = 9

如果我们使用倒置的页面表格，我们将只有一个大表格指向相反的方向。但在大小上它们是相等的

2) Inverted page table

[0] = <p1 | 3>
[1] = <p1 | 0>
[5] = <p1 | 1>
[9] = <p2 | 25>
[11]= <p2 | 22>
[14]= <p2 | 20>
[55]= <p2 | 21>
[63]= <p1 | 2>

2）倒页表
[0] = 
[1] = 
[5] = 
[9] = 
[11]= 
[14]= 
[55]= 
[63]= 

页面表必须位于一个块上（页面以数组的形式出现）。 你们可以从倒转的桌子上得到两样东西

例如，dir表正在变小，而不是2^20表大小和偏移量2^12，而是2^10 dir表大小

然后，不再为页表获取（2^20）*（2^2）字节的内存，而是将大多数页映射到磁盘中，并且仅当进程需要它们时，您才能获得分配

在您的情况下，不是所有进程都有一个大小为2^20*2^2字节的页表，而是dir表只有2^10*2^2字节，页表只有另一个2^10*2^2字节。这是一个很大的区别，不是2^22字节，而是2^13字节

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我希望这是清楚的。

第一种情况下的页表是每个进程的数据结构。每个进程都有一个指向自己页表的指针，该指针在调度进程时加载到%CR3寄存器中。当它与其他寄存器一起切换上下文时，它也会被保存

但是反向哈希表是一种全局数据结构。使用此技术的操作系统将使用某种锁定机制，在给定的时间点只允许访问一个进程（想象两个内核上的两个进程同时访问全局数据）

假设每个进程有4GB的ram和4096个页面大小，在第一种情况下，每个进程有4GB/4096（页面表中的条目数*每个页面表条目的大小），所有这些都会占用空间，对于创建/分叉的每个进程。用于将虚拟映射到物理的总内存是所有进程的页表大小的总和。这是一种更简单的方法，因为在每个上下文切换上，您只会更改一个指针，而不复杂

在第二种情况下，您将有一个只有4GB/4096个条目的表，因此节省了空间，但内存管理变得复杂，因为这是一个全局数据，您必须在每个条目中添加更多信息，说明当前所有者的身份（如您所示）等。MMU/OS必须注意同步

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但您给出的示例并不准确，在具有每个进程页表的实际系统上，可以访问整个地址，在您的示例中，进程p1有4个页面，而p2有不同的页面集。实际上，两个进程都可以访问相同的虚拟地址，映射到不同的物理帧。所以，每个表中必须有8个条目

反向页表较小，因为其大小取决于内存大小而不是虚拟地址空间大小。如果虚拟地址空间为2^48，则每个进程可以有2^36个页表条目

对于反向页表，页表条目的数量仅取决于内存的大小。假设你有4GB的内存，那么你的反向页面表将有2^32-2^12=2^20个条目。这也适用于任何数量的流程