操作系统中页表和多层页表的理解

首先如何理解程序访问的空间，存在CPU访问的地址空间-逻辑地址空间和真实的地址空间-物理地址空间，两者通过MMU进行映射和管理。逻辑地址是提供给用户程序的，对用户来说程序在逻辑地址上是连续的，能够更直观更方便的进行分配的观察，而在物理地址上的存储可能是相对分散的。

在龙书上讲了三种内存分配的方法，连续内存分配，分段和分页。分页又有常规页表、多层页表、哈希页表和倒置列表。这里我们主要关注页表和多层页表。

那页表是怎么工作的：首先看下面这个图，我们知道物理内存被固定大小的块，每块被称为帧(Frame)。在逻辑内存中，则划分为等大的块，每块被称为页(Page)。分配内存时，每块是分配时的最小单位，最少也要给一帧块。那在逻辑地址中连续的块在物理地址上就可能并不是连续存储的，这个时候就需要查找页表，那么就可以知道逻辑地址空间对应的物理地址空间。可以查看页表，由于页表天然是顺序存放的，那我们其实也可以把第一列省略，当我们需要知道逻辑地址空间第p块的对应的物理内存时候，我们就查找页表第p项的值就行了。<页号+页偏移>去寻找，这个应该是很好理解的。

 那分层页表的含义：我们知道页表其实也是存储在物理内存中的，如果页表的大小超过一个块的大小，那我们就不能一次访问，我们需要页表的页表，通过外层页表对内层页表查询。知道这段话，但是还是不理解，就请看下面这个例子。就简单易懂了。

 

还有一个问题，每一个进程都有一个页表，但是从上面的来看，其实页表就是逻辑内存和物理内存的对应，那显然计算机整个逻辑内存只需要一个页表就够了，针对每个程序只需要知道自己对应的逻辑内存不久好了，为什么要每个进程都有一个页表呢？知乎上查的： “系统为每个进程建立一个页表，在进程逻辑地址空间中每一页，依次在页表中有一个表项，记录该页对应的物理块号.通过直找页表就可以很容易地找到该页在内存中的位置。页表具有逻辑地址到物理地址映射作用。”所以我的理解是我们上面说的页表，其实是一个进程的逻辑空间，而不是全局的逻辑地址空间；或者可以认为是一个逻辑地址空间，进程怎么工作，是一个理论概念，但是实际工作的时候，还是进程管理自己的逻辑空间这种。

最后，不会吧，不会吧，怎么过了一个学期有人连页表都不会了，一个简单的问题思考一上午也真的是没谁了.......