[운영체제] - Multi Level Page Table

개요

페이지 테이블은 각 프로세스마다 가지고 있으며 메모리내에 OS 가 관리할 수 있는 영역에 저장이됨 따라서 페이지 테이블의 크기를 줄이는 것은 중요함

PTE(Page Table Entry) 의 크기가 4Byte == 32bit 로 가정하고 각 페이지의 크기가 2^12 바이트일경우 2^32 / 2^12 개의 entry 가 존재할 수 있음 2^20 * 4KB == 4MB

페이지 테이블 크기를 줄일 수 있는 방법

• 페이지 크기를 늘린다.
  • entry 의 개수가 줄어듬
  • 내부 단편화 문제, 메모리 낭비 문제 발생
• Segmentation 기법 사용
  • Code, Stack, Heap 세그멘트에 각각 페이지 테이블을 생성
  • segment를 위한 base, bound register 가 필요함 Context-Switch 시에 PCB에 저장되어야함
  • 외부 단편화 생김, 페이지 테이블 낭비가 생김(Heap Space 의 경우 Sparse)

Multi-Level Page Table

페이지 테이블을 위한 페이지 테이블을 만드는 것. 프로세스마다 Page Table 은 메모리에 저장이 되는데 이를 페이지 단위로 나누어서 생각. 선형 구조가 아닌 Tree구조로 Page Table을 만드는 것

기존 방법

기존의 Linear Page Table은 4MB내의 invalid 한 entry 도 모두 memory 를 잡고 있어서 메모리 낭비가 큰 문제가 있었음. 이를 해결하기 위해 Page Table을 Page 단위로 나누어서 또 다른 Page Table을 생성한다면 적어도 모두 Invalid 한 entry를 담은 Page는 memory 에 할당하지 않을 수 있음

 

ML Table의 장점 (PDBR)

• Invalid 한 페이지를 할당하지 않으므로 메모리 절약가능
• 작은 단위로 페이지 테이블을 분리하여 메모리 관리가 용이함 (4KB)

ML Table의 단점

• TLB Miss 가 발생할 경우 두번의 메모리 접근이 필요함
• TLB Miss → PDBR → PTE