C++面试宝典：linux内存管理单元（mmu）
1、为什么使用多级页表来完成映射
用来将虚拟地址映射到物理地址的数据结构称为页表，实现两个地址空间的关联最容易的方式是使用数组，对虚拟地址空间中的每一页， 都分配一个数组项。该数组指向与之关联的页帧，但这会引发一个问题，例如，IA-32体系结构使用4KB大小的页，在虚拟地址空间为4GB的前提下，则需要包含100万项的页表.4*1024*1024/4=1000000
而每个进程都需要自身的页表，这回导致系统中大量的所有内存都用来保存页表。这个问题在64位体系结构下，情况会更加糟糕。
Page Table Entry
设想一个典型的32位的X86系统，它的虚拟内存用户空间(user space)大小为3G, 并且典型的一个页表项(page table entry, pte)大小为4 bytes，每一个页(page)大小为4k bytes。那么这3G空间一共有(3G/4k=)786432个页面，每个页面需要一个pte来保存映射信息，这样一共需要786432个pte!
如何存储这些信息呢？一个直观的做法是用数组来存储，这样每个页能存储(4k/4=)1K个，这样一共需要(786432/1k=)768个连续的物理页面(phsical page)。而且，这只是一个进程，如果要存放所有N个进程，这个数目还要乘上N! 这是个巨大的数目，哪怕内存能提供这样数量的空间，要找到连续768个连续的物理页面在系统运行一段时间后碎片化的情况下，也是不现实的。
多级页表从两个方面减少了存储器要求。
- 第一，如果一级页表中的第一个PTE（分页）是空的，那么相应的二级页表就根本不会存在，这代表着一种巨大的潜在节约，因为对于一个典型的程序，比如4GB,8GB的虚拟地址空间的大部分都将是未匹配的。
- 第二，只有一级页表才需要总是在主存中；虚拟存储器系统可以在需要时创建，页面掉入或调出二级页表，这就减少了主存的压力；只有最经常使用的二级页表才需要缓存在主存中，这种离散的存储方式是非常便利的