计算 32 位虚拟机中的页数答案

【问题标题】：Calculating The NO of pages in 32-bit Virtual machine计算 32 位虚拟机中的页数
【发布时间】：2019-02-14 08:23:04
【问题描述】：

考虑一个物理页面大小为 4KB 的 32 位虚拟和物理地址空间。假设一个进程有刚刚创建并将其程序复制到内存中。程序大小为 1 KB。会有多少内存需要存储这个进程的页表吗？

我这样做了： .

PTE size for 32bit physical address = 32 bits = 4 bytes. no of PTEs in single level page table = virtual pages= virtual address space / page = 2^32 / 2^ = 2^20

所以页数 = 2^20。

但在解决方案中他们也写成：

"#Pages in single level page table = #PTEs x PTE size / page size = 2^20 x 4 bytes / 2^12 bytes = 2^10. " 据我了解，页表是一个页表条目数组，每个虚拟页一个。所以没有页表条目应该等于没有页面。那么为什么#Pages 等于 2^10??

另一件事是“物理页面大小为 4KB”。 ??页面是虚拟地址，是不是意味着一个页面占用了物理内存的 4KB 空间？？

我们将不胜感激。

【问题讨论】：

我仍然不明白为什么学生要接受这样的练习。这个问题完全是FUed。程序大小只有1KB？？？？？？如果我们假设这一 KB 已被塞进一页（不是一个有效的假设），这意味着该进程只需要一个页表条目。页表条目的数量是进程大小的函数；不是虚拟地址大小。因此，除非页表条目很大（页表条目大小是另一个未指定的值），否则您只需要一页来存储运行 1KB 程序的进程所需的一个页表条目。

标签： memory-management operating-system computer-science

【解决方案1】：

对于单级页表；虚拟地址空间是 4 GiB，一个页面是 4 KiB，所以你需要“4 GiB/4 KiB = 1048576 pages = 1048576 page table entries”。这是您想出的答案（2^20 页表条目）。

如果有 1048576 个页表条目并且您不知道页表条目有多大，那么所有页表条目所需的内存总量将为“1048576 * unknown = unknowable”。

但是，对于 32 位物理地址空间大小和 4 KiB 页面大小，我们知道地址的 12 位将用于“页内偏移”，而地址的其余 20 位将用于“页数字”;因此我们知道页表项必须至少为 20 位，因此我们知道所有页表项所需的内存总量至少为“1048576 * 20 位 = 20971520 位 = 2560 KiB”。

如果我们做出随机的潜在错误假设（基于有根据的猜测）并确定页表条目可能是 4 个字节，我们可以说所有页表条目所需的内存总量可能是“1048576 * 4字节 = 4 MiB"。

如果所有页表条目所需的内存总量为 4 MiB，物理页为 4 KiB；那么您将需要“4 MiB / 4 KiB = 1024 pages”来存储所有页表条目。这是他们想出的答案（2^10 页）。

另一件事是“物理页面大小为 4KB”。 ??页面是虚拟地址，是不是意味着一个页面占用了物理内存的 4KB 空间？？

页面不是虚拟地址；并且有虚拟页面和物理页面。

基本思想是将一个虚拟地址分成两部分（用掩码/与和移位）使得“(virtual_page_number

为此，虚拟页面的大小必须与物理页面的大小相同；所以“页面大小”这个词用来指代虚拟页面大小和物理页面大小。

【讨论】：