記憶體分頁之PAE分頁模式

2021-07-10 03:53:22 字數 1075 閱讀 1069

pae分頁模式可以將32位的線性位址空間對映到52位的實體地址空間。相比於32位分頁方式,其實體地址空間增加到了4pb。但對於在處理器上執行的任一程序而言,其最大的線性位址空間仍然是4gb。

pae分頁主要支援兩種頁面大小:

對於4kb頁面,其線性位址轉換方式如下:

對於2mb的頁面,其線性位址轉換方式如下:

相比於32位分頁方式,pae的4kb分頁要多一級分頁,由上圖可以看出,多出了pdpt。即page-directory-page-table。這個table只有4個入口,因為它只佔了兩個bit。

那麼它是如何把位址擴充套件到52位的呢?注意pdpt的表項長度,它有40個bit,再住下的每一級目錄都有40個bit,最後加上offset的12個bit, 一共剛好組成了52個bit。但是其線性位址的長度任然是32個bit。所以線性位址空間的大小不變。

那麼現在問題來了?線性位址空間只有4gb,一定不能做到對4pb的物理空間的1:1對映。難道要1對多對映麼?怎麼對映呢?

剛開始這個問題讓我困惑了很久,線性空間只有4gb,如果不是1對多對映,就算是實體地址有52 bits。也只能用於其中的4gb啊,剩下的只能白白浪費掉!!!

網上苦苦搜尋,沒有找到答案,只好再細讀ia32 spec。當看到以下幾句話的時候才明白過來:

什麼意思呢?

第一句話是講,pdpt的實體地址被存放在cr3中。也就是說改變cr3, pdpte也會跟著變。

第二句話最關鍵,如果pae分頁被使用,而程序在執行的過程中改變了cr3的值,pdpte將會指向cr3所儲存的新位址。

這就意味著,我們在記憶體中不只儲存了一套頁表,而是儲存了多套,程序跟據需要,改變cr3的值,從而實現對當前4gb實體地址之外的訪問。這也就說明了一對多是如何實現的。

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