二级页表的地址映射过程

对于要求连续的内存空间来存放页表的问题，即难以找到大的连续的内存空间来存放页表的问题，可利用将页表进行分页的方法，使每个页面的大小与内存物理块的大小相同，并为他们进行编号，然后离散地将各个页面分别存放在不同的物理块中。同样，也要为离散分配的页表再建立一张外层页表，在每个页表项中记录页表页面的物理块号。

下面以32位逻辑地址空间为例，当页面大小为4k时，应该具有20位的页号（2^32/4k），若采用一级页表，页表项有1M个；若采用两级页表结构时，对页表项再次进行分页，使每页中有1024个页表项，最多有1024个分页。

上图显示了线性地址的格式。

处理器通过查询两级页表来将线性地址的DIR，PAGE和OFFSET字段转换为物理地址。寻址机制使用DIR字段作为页面目录的索引，使用PAGE字段作为页面目录确定的页表的索引，并使用OFFSET字段来寻址由页表确定的页面内的字节。

所以逻辑地址到物理地址的映射中，首先根据逻辑地址中外层的页号找到外层页表的始址，然后由外层页内地址来确定内层页表的始址；再利用内层页表项找到该页在内存中的物理块。由于块内地址=页内地址，所以用物理块号和页内地址即可构成访问的内存地址，也就是将20位物理页面地址和虚拟地址的低12位拼凑在一起，得到最终的32位物理地址。

ps:

对于上机课中提到的内存初始化的问题，C语言代码如下

virtual address [0-4M] => physical address [0-4M]

outter page table 0x1000
  第0项指向inner page table
inner  page table 0x2000
  第0项映射0-4K
  第1项映射4K-8K
  第2项映射8K-12K

eax = 0|PTE_WRITE|PTE_PRESENT
edi = inner page table base address
for (ecx = 1024; ecx > 0; ecx--) {
  [edi] = eax;
  edi = edi + 4;
  eax = eax + 4096;
}

所以对于上面的程序，循环计算1024次，edi是内部页表的地址，eax计算物理块的地址并将其存放到edi所指向的存储器中，虚拟地址每次加4，物理块地址每次加4k