对于二级页表节约内存的理解

最近在看操作系统方面的书，看到了虚拟内存中的章节，当看到为了解决巨大的虚拟地址问题的二级页表问题，对于书上所宣称的节约内存消耗产生了疑问：

书上假设的是32位虚拟地址，假设页面大小为4kb，并且假设页表项大小为4B

         如果采用一级页表的话，后12位作为地址偏移量，那么就会有2^20=1024*1024个页面，那么就会占用大约4MB的内存空间；

         而如果采用二级页表的话，书上的例子是假设进程只需要大约12MB的内存，其最底端是4MB程序正文段，后面是4MB的数据段，顶端是4MB的堆栈段，（当数据段或堆栈段不够用的时候，就会向中间伸展）如下图：

         对于这个只需12MB的程序，实际上只需要4个页表：顶级页表，0M-4M的页表(正文段·)，4-8M的页表（数据段），顶端4M（堆栈段）的二级页表，每个页表大约4kb,所以只需要16KB的内存，相比4Mb大大节约不少内存。

        一开始，我怎么也不理解，因为按照上面的图上所画的，一共需要1025(1024+1,1代表顶级页表)个页表，那么一共要花费1025*4KB的内存，也解释说实际上增加了内存消耗，且需要两次查表映射。

          后来去网上查了一下资料，才明白，书上的意思是对于进程本身而言节约了内存，其实每个进程都有其自己的虚拟地址空间，对于32位虚拟地址来说，一级页表的确是需要4MB的内存来存储，而事实上，很少有需要4G内存的程序，很多地址其实进程是用不上的，这些地址就白白浪费。而多级页表的引进是避免把全部页表都保存到内存中去（就像一级页表那样），特别是那些程序没有用到的页表更是如此，二级页表是在进程的确需要更多内存的时候，才会分配更多的页表给当前进程，这样会更加有效率。而且每个进程都有自己独立的页表，如果每个进程都按需分配页表，相比一级页表的“全能”，总体看来，多级页表还是比较节省内存的。