다단계 페이지 테이블(Multi-level Page Tables)

1. 고정 크기 분산 메모리 할당, 페이징 기법의 개요

(1) 페이징 기법의 개념

개념	개념도
메모리를 고정 크기의 프레임으로 나누어 페이지 번호와 프레임 번호를 맵핑하여 분산 할당하는 메모리 관리 기법

(2) 페이징 기법의 메커니즘

p: page number, f: frame No. (physical address), d: page offset
①	logical address의 주소 이용 page number 확보
②	page table에서 해당 page에 있는 frame number 확보
③	frame number + page offset으로 물리 메모리 주소 확인

• 32bit 환경(offset(12bit), page number(20bit))에서 2¹²(4KB) 페이지 엔트리가 2²⁰개로 구성, 페이지 테이블 항목은 4 byte이므로 프로세스 별 4MB (=4 byte x 2²⁰) 페이지 테이블 필요
• 다수 프로세스의 페이지 테이블 사용에 따른 메모리 자원 관리의 비효율성 해결 위해 페이지 번호를 나누어 필요한 부분만 메모리에 적재하는 다단계 페이지 테이블 필요
•  프로세스 증가로 인한 페이지 테이블 엔트리 추가 시 4KB 페이지 테이블을 추가하여 맵핑

2. 다단계 페이지 테이블 (Multi-level Page Tables)

(1) 다단계 페이지 테이블 기반 주소 변환 구성도

(2) 다단계 페이지 테이블 기반 주소 변환 상세 절차

• 다단계 페이지 테이블은 페이징의 메모리 관리 비효율성을 해결할 수 있으나, 단계가 많아질수록 복잡도가 증가하며, 프로세스 증가에 따른 페이지 테이블 크기 증가 문제점의 근본적 해결은 불가
• 프로세스가 아닌 메모리 프레임 기준으로 맵핑하는 역페이지 테이블(Inverted Page Table)로 크기 증가 문제를 해결

[참고]

• 홍릉과학출판사, Operating System Concepts 8^th Edition
• 한빛아카데미, 컴퓨터 구조와 원리 2.0