Intel 通過(guò)在處理器上把管腳數(shù)從 32 增加到 36，以提高處理器的尋址能力，使其達(dá)到 2^36=64GB，然而線性地址的位數(shù)仍然是 32 位，為此，需引入一種新的分頁(yè)機(jī)制。從pentium pro 處理器開(kāi)始，intel引入一種叫做 PAE 的機(jī)制，Linux 中使用了這種機(jī)制。

64GB 的 RAM 被分為 2^24 個(gè)頁(yè)框，頁(yè)表項(xiàng)的物理地址字段從 20 位擴(kuò)展到 24 位，每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)必須包含 12 個(gè)標(biāo)志位(固定)和 24 個(gè)物理地址位(36-12，因?yàn)樽疃嘤?2^24 個(gè)頁(yè)框可以被頁(yè)表項(xiàng)指定)，共 36 位，因此，每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)須從 32 位擴(kuò)展到 64 位(36位>32位，考慮到對(duì)齊，因此應(yīng)將頁(yè)表項(xiàng)擴(kuò)大一倍到64位)。

在4KB的常規(guī)分頁(yè)情況下，由于每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)大小為64位，因而，原有4K大小的頁(yè)表中，僅能包含512個(gè)表項(xiàng)，這占用了32位線性地址中的9位，同理，由于頁(yè)目錄項(xiàng)與頁(yè)表項(xiàng)具有同樣的結(jié)構(gòu)，高一級(jí)的頁(yè)目錄表中也僅能包含512個(gè)頁(yè)表項(xiàng)(目錄項(xiàng))，同樣占用了32位線性地址中的9位，此時(shí)，線性地址剩余位數(shù)為：32位(總位數(shù))-12位(頁(yè)內(nèi)偏移量)-9位(指示頁(yè)表中的索引)-9位(指示頁(yè)目錄表中的索引)=2位，同時(shí)，Linux引入了一個(gè)頁(yè)目錄指針表(PDPT)的頁(yè)表新級(jí)別，由4個(gè)64位表項(xiàng)構(gòu)成，剩余的2位即用來(lái)指向PDPT中4個(gè)項(xiàng)中的一個(gè)。

下面4張圖詳細(xì)說(shuō)明了4種情況下的頁(yè)表結(jié)構(gòu)(引自Wikipedia)

【未啟用PAE下的4K分頁(yè)的頁(yè)表結(jié)構(gòu)】

【未啟用PAE下的4M分頁(yè)的頁(yè)表結(jié)構(gòu)】

【啟用PAE下4K分頁(yè)的頁(yè)表結(jié)構(gòu)】

【啟用PAE下2M分頁(yè)的頁(yè)表結(jié)構(gòu)】

線性地址的映射過(guò)程如下：

1)cr3：指向一個(gè)PDPT基地址

2)地址的31～30：確定PDPT項(xiàng)

3)地址的29～21：確定頁(yè)目錄項(xiàng)中的一個(gè)

此處，發(fā)生了分支：

A.如果頁(yè)目錄項(xiàng)的PS標(biāo)志位等于0，那么頁(yè)大小是4K

4)地址的20～12：確定頁(yè)表的某一項(xiàng)

5)地址的11～0：確定偏移

B.如果PS=1，啟用2M大頁(yè) 4)地址的20～0：確定2M頁(yè)中的偏移量。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的pae扩展内存 linux,Linux内核-内存管理-PAE（物理地址扩展）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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