为什么指针的大小小于虚拟内存空间的可寻址大小？

Question

我所理解的是，我们在用户空间程序中处理的地址是虚拟内存地址，而不是实际的物理内存地址。 Memory-Management-Unit将这些虚拟地址映射到实际的物理地址。

但是在32位机器上，我观察到指针的大小大部分是32位，但是一个进程实际上可以占用超过4GB，即程序的虚拟地址空间可以通过超过32位来寻址（对于具有8GB虚拟地址空间的程序，它的虚拟内存由33位寻址）。 所以我不能在程序中使用指针（大小只有32位）来访问4GB后的内存位置。

那么为什么指针的大小只有32位，为什么不比32位机器上的大？是什么决定了指针的大小？

Answer 1

您的程序大部分时间都在虚拟内存上运行（除非您自己编写操作系统）。也就是说，您可以同时寻址的内存量始终受虚拟内存大小的限制。从技术上讲，地址大小与底层硬件的地址总线大小有关，因为HW（即实际将这些地址转换为物理内存地址的MMU）使用这些大小。

尽管如此，您的计算机还是可以选择在32位上使用比4 GiB更多的物理内存。在x86上，这被称为Physical Address Extension。使用PAE，您的计算机可以拥有超过4 GiB的内存，但您的单个程序仍然只能同时访问4 GiB（由于32位地址大小限制）。