关于页表过长的一些思考

1. 页表的作用

• 虚拟内存是 按页管理 的，操作系统需要把 虚拟页号（VPN） 映射到 物理页框号（PFN）。

• 这个映射关系就存储在 页表（Page Table） 中。

• 每个进程都有自己的页表，每一页对应一个页表项（PTE，Page Table Entry）。

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2. 页表大小和页大小的关系

• 假设你的进程占用的虚拟内存大小为 V。

• 页面大小为 P，那么进程需要的 页数 = V / P。

• 页表每页有一个页表项，假设每个 PTE 占 4 B（常见），那么 页表大小 = 页数 × 4 B。

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举例说明

1. 页面太小

   • 进程虚拟内存 = 4 GB

   • 页面大小 = 4 KB

   • 页数 = 4 GB / 4 KB = 1,048,576 页（约 100 万页）

   • 页表大小 = 1,048,576 × 4 B ≈ 4 MB

2. 页面较大

   • 页面大小 = 4 MB

   • 页数 = 4 GB / 4 MB = 1024 页

   • 页表大小 = 1024 × 4 B ≈ 4 KB

结论：页面太小 → 页数太多 → 页表太大 → 占用更多内存

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3. 为什么这是问题

• 每个进程都需要页表 → 如果页表太大，会消耗 大量物理内存。

• 同时，CPU 在进行地址转换时，也要访问页表 → 页表过长可能增加 硬件或 TLB 的访问开销。

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一句话理解：
页表大小 = 进程占用页数 × 页表项大小。页小 → 页多 → 页表长 → 占用大量内存。