如果采用二级页表，初始阶段一级页表为空。则当CPU依次访问虚拟地址0x01000，0x01A00和0x02000,一级页表增加了多少个页表项？二级页表增加多少个页表项？试解释原因

如果采用二级页表，初始阶段一级页表为空，那么当CPU依次访问虚拟地址0x01000，0x01A00和0x02000时，一级页表会增加1个页表项，二级页表会增加3个页表项。

原因如下：

1. 当CPU首次访问虚拟地址0x01000时，由于一级页表为空，需要在一级页表中新增1个页表项，用于映射虚拟地址0x01000对应的物理页框号。

2. 当CPU访问虚拟地址0x01A00时，由于二级页表的页表项大小通常为4KB，因此虚拟页号为0x01A00的页表项在二级页表中的位置为第6个。因为一级页表已经包含了第0个页表项，因此需要在二级页表中新增5个页表项，其中第6个页表项用于映射虚拟地址0x01A00对应的物理页框号。

3. 当CPU访问虚拟地址0x02000时，由于二级页表的页表项大小通常为4KB，因此虚拟页号为0x02000的页表项在二级页表中的位置为第8个。因为一级页表已经包含了第0个页表项，因此需要在二级页表中新增7个页表项，其中第8个页表项用于映射虚拟地址0x02000对应的物理页框号。

因此，一级页表增加了1个页表项，二级页表增加了3个页表项。

相关问题

已知虚拟地址空间用48bit表示，采用4级页表。每个级别用9个bit表示页表项的序号。剩余的12 bits用来表示页内偏移量。已知当前CPU访问的内存地址为0x000000008003。当CPU成功访问了该内存地址（操作系统处理了缺页异常），则总共增加了几个页表？修改了多少条页表项？

根据题目描述，虚拟地址空间大小为 $2^{48}$，页大小为 $2^{12}$，因此总共有 $2^{36}$ 个页。

每个级别用 9 个 bit 表示页表项的序号，则每个级别最多有 $2^9 = 512$ 个页表项，也就是说每个页表最多可以映射 $2^{21}$ 个字节的虚拟地址空间（$512 \times 2^{12}$）。因此，4 级页表可以映射的虚拟地址空间大小为 $2^{39}$。

当前 CPU 访问的内存地址是 0x000000008003，转换成二进制为:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0011

由于使用了 4 级页表，因此需要进行 4 次页表查找。具体步骤如下：

1. 第一级页表：由于需要访问的页表项在第一级页表中不存在，因此需要修改第一级页表。总共增加了 1 个页表，修改了 1 条页表项。

2. 第二级页表：由于需要访问的页表项在第二级页表中存在，因此不需要修改第二级页表。

3. 第三级页表：由于需要访问的页表项在第三级页表中不存在，因此需要修改第三级页表。总共增加了 1 个页表，修改了 1 条页表项。

4. 第四级页表：由于需要访问的页表项在第四级页表中存在，因此不需要修改第四级页表。

因此，总共增加了 2 个页表，修改了 2 条页表项。

已知虚拟地址空间用48bit表示，采用4级页表。每个级别用9个bit表示页表项的序号。剩余的12 bits用来表示页内偏移量。已知当前CPU访问的内存地址为0x000000008003。每个页表项的大小为8字节当CPU成功访问了该内存地址（操作系统处理了缺页异常），则总共增加了几个页表？修改了多少条页表项

首先，一个页表项的大小为8字节，即每个页表项可以映射8个字节的内存空间。因此，一个页表可以映射的内存空间大小为2^9 * 8B = 2^12B = 4KB。

对于一个虚拟地址，最高的48 bits用于表示页表项的序号，因此4级页表中每个级别需要分别使用9 bits来表示页表项的序号。剩余的12 bits用来表示页内偏移量，即每个页可以映射的内存空间大小为2^12B = 4KB。

对于给定的虚拟地址0x000000008003，可以通过如下步骤来计算需要访问的页表项：

1. 前9 bits（0x0）表示第一级页表项的序号；
2. 接下来的9 bits（0x0）表示第二级页表项的序号；
3. 接下来的9 bits（0x8）表示第三级页表项的序号；
4. 最后的9 bits（0x3）表示第四级页表项的序号。

因此，CPU需要先访问第一级页表，然后访问第二级页表，依次类推，直到访问第四级页表，才能获得对应的物理地址。因为每个页表可以映射的内存空间大小为4KB，因此对于每个级别，需要访问的页表数量为：

第一级页表：1个页表；
第二级页表：1个页表；
第三级页表：1个页表；
第四级页表：1个页表。

因此，总共需要访问4个页表。

当操作系统处理了缺页异常后，需要修改的页表项包括：

第一级页表：1个页表项；
第二级页表：1个页表项；
第三级页表：1个页表项；
第四级页表：1个页表项。

因此，总共需要修改4个页表项。