分頁表（page table）

一本書的索引是最貼切的畫面。你想找「光合作用」那一節，但你不會把每一頁都翻過去；你在索引裡查「光合作用」，它告訴你「第 214 頁」。分頁表就是記憶體的那份索引。程式說出一個頁（「主題」），分頁表就告訴硬體哪一個實體頁框（「真正的頁碼」）裝著它。一次查找，就把邏輯名稱變成實體位置。

精確地說，分頁表是每個行程各自的一種資料結構，該行程位址空間裡每一頁對應一筆項目。第 p 號項目存著目前裝著頁 p 的頁框號（外加一些控制位元，詳見分頁表項目）。要翻譯一個邏輯位址，硬體把它拆成（頁號 p, 偏移 d），用 p 當作「索引」去讀分頁表，取出頁框號 f，再把實體位址組成「頁框 f, 偏移 d」。由於每個行程都有自己的分頁表，兩個行程裡相同的頁號可以對應到兩個不同的頁框，這正是行程之間即便共用同一塊實體 RAM 也能彼此隔離的方法。當前行程分頁表的位址本身則存在一個硬體暫存器裡，好讓 CPU 知道該去哪查。

分頁表之所以重要，是因為它「就是」讓分頁得以運作的那張地圖：沒有它，散落各處的頁框便無從使用。誠實的麻煩在於大小與速度。分頁表可能很大——4 KB 頁的 32 位元位址空間有 2^20（約一百萬）頁，因此約一百萬筆項目，而 64 位元空間更是天文數字般龐大——所以表本身住在主記憶體裡，而非暫存器裡。又因它住在記憶體裡，最天真的設計會需要一次記憶體存取去讀分頁表、再加一次去讀真正的資料，把每次記憶體參考的代價「加倍」。這個問題正是轉譯後備緩衝區（TLB）以及各種巧妙的表結構（多層、雜湊、反轉）存在的目的。