大页与TLB覆盖范围

连续地址共用一个偏移空间 ​

把一份地址簿中连续四栋房屋的四条记录，改成“这一整段都按同样规则平移”，就可以用一条记录描述四倍范围。成立条件是整段映射确实规则、连续并具有统一权限；只有虚拟地址相邻而物理页四散，不能压成这种条目。

因此大页的收益主要发生在需要覆盖较大而有用的地址区域时。若每个大页只访问一个字节，翻译条目数可能仍很多，却要为每个大页准备整片区域。减少页表项或TLB miss，不等于减少实际分配字节。

二十四次访问，零次缺页 ​

MEM-16在本实验中每基本页256字节，取8个相邻、对齐且已经驻留的基本页，对应虚拟基本页号0到7。TLB初始为空，只有2个条目，全相联、LRU替换，单一地址空间。每次访问一页中的固定字节，顺序为 0 1 2 3 4 5 6 7，重复3轮，共24次。

基本页翻译下，循环距离超过2项容量，每次所需页号都已不在TLB，24次全miss。但页表中的映射始终有效，所有24次都能通过遍历取得翻译，缺页次数为0。

再从空TLB重放同一地址序列，改用1024字节大页，每页覆盖4个基本页。翻译标签变为 0 0 0 0 1 1 1 1，重复3轮。第一次碰到标签0、1各miss一次，之后两条翻译都留在TLB，总miss仅2次；数据仍然没有缺页。

名义覆盖从 $2\times 256=512$ 字节增至 $2\times 1024=2048$ 字节，恰好覆盖本例8个基本页的2048字节。若改成12个基本页，就对应3个大页标签，超过2项容量；不能沿用“只有2次miss”的结论。

地址拆分也随页大小改变 ​

取虚地址 0x1A5F。在1024字节即 0x400 的页大小下，大页号为6，页内偏移为 0x25F，因为 0x1A5F = 6 × 0x400 + 0x25F。若该大页映到对齐物理基址 0x6000，物理地址为 0x625F。

若错误地保留256字节页的低8位偏移，只拿 0x5F 去拼接，就丢了大页偏移中的高两位。大页的页号和偏移划分必须一起更新。物理基址 0x6100 虽按基本页对齐，却未按1024字节对齐，不满足本页大页合同。

连续性与稀疏使用的账单 ​

伙伴分配理路伙伴页分配与连续块合并Binary buddy allocation · Buddy system · 伙伴系统用对齐的幂二块分裂与合并管理连续页框，复算异或伙伴、内部碎片，以及空闲总数足够却无法满足大块请求的边界。可以作为取得4帧对齐连续块的工具。若只有四个分散空闲页，基本页映射可能成功，大页分配却失败；压实或回退到小页的成本要另计。这里的4倍关系是教学尺寸，不代表某平台支持256字节硬件页。

另起稀疏快照：在四个不同1024字节大页中各写1字节，实际只改4字节，却需为这些大页分别备好整个物理区域，共4096字节。若按需只分配被碰到的256字节基本页，则对应1024字节。这个比较假定未访问的基本页不分配，也不利用共享零页；不同分配合同会改变占用量。

改小一处权限，可能要拆大页 ​

若一整个大页只有一套读写执行权限，而程序要让其中一个基本页只读、其他仍可写，原条目无法表达这种差异。可以把大页拆成多个基本页映射，再逐页设置权限。拆分涉及页表表示和翻译失效；是否必须拆分底层物理分配，是另一项由实现决定的操作。

同样，合并成大页时必须检查每个子页的物理连续性、权限、后备对象和其他属性是否兼容，并按照翻译失效合同理路TLB与地址翻译失效Translation lookaside buffer · TLB miss · TLB invalidation将翻译缓存键、权限和映射生命周期一起核对，区别TLB未命中与缺页，构造改PTE后仍越权的最短反例。停止使用过时表示。只替换页表中的指针，而不处理仍缓存的小页或大页翻译，不能保证后续访问遵守新权限。

实际机器必须分别量两个层次 ​

本例固定两种页大小都有2个TLB条目，专门隔离粒度作用。现实CPU可能为不同页大小设置不同组数或独立TLB；大页覆盖增加多少，应使用各自容量计算。透明大页与显式大页接口也有不同的保留、回退和拆分行为，不能仅凭“开启了大页”就断言全部映射已变大。

一份可比较的结果应同时记录TLB未命中、真正缺页、物理内存占用、建立/拆分耗时与访问模式。若只交出24变2而省略其余前提，就无法判断这种翻译优化是否值得用于另一个程序。