Question

通常，在32位CPU上，每个页表项长度为4个字节，但是这个尺寸也会有所不同。 32位条目可以指向其中一个 2 ^ 32个物理页面框架。如果帧大小是4 KB（2 ^ 12），那么系统使用4字节条目可以处理2 ^ 44字节（或16 TB）的物理记忆。我们应该在这里注意一下物理内存的大小分页内存系统不同于a的最大逻辑大小过程

分页如何使逻辑内存空间超过物理内存空间？ 32位CPU中的帧总数是否等于2 ^（32-12）= 2 ^ 20帧数而不是2 ^ 32帧数？如果是这样，是不是一个4字节条目的系统能够寻址（2 ^ 20）*（2 ^ 12）字节的内存？

Answer 1

该文本不是很清楚。我会试着清除它。

将虚拟地址转换为物理地址时，固定数量的低位不会被转换：

+---------------------+----------+
|    High bits        | Low bits |
+---------------------+----------+
         |                  |
         |                  |
         V                  |
   [Page tables]            |
         |                  |
         |                  |
         V                  V
+---------------------+----------+
|        Physical address        |
+---------------------+----------+

低位数与页面大小相关：如果我们假设4KiB页面，那么低12位是固定的而不是翻译的。
我们还假设虚拟地址空间是32位。

如果页表项长度为32位，则可以提供32位作为物理地址的高位部分。
因此，当查找页表时，我们在输入中有20（32 - 12）位，在输出中有32位利用固定部分的额外12位，这给出了32 + 12 = 44位的物理地址。

更新的数字：

        <---------- 32 bits ----------->
        <---- 20 bit -------> <- 12 b -> 
       +---------------------+----------+
       |    High bits        | Low bits |
       +---------------------+----------+
               |                  |
               | 20 bit           |
               V                  |
         [Page tables]            |
               |                  |
               | 32 bit           |
               V                  V
+----------------------------+----------+
|           Physical address            |
+----------------------------+----------+
 <-------- 32 bits ---------> <- 12 b ->
 <------------- 44 bits --------------->

这不是真正的44位寻址，但指针仍然是32位应用程序只能直接访问4GiB内存，但操作系统可以映射一个应用于第一个4GiB，另一个应用于第二个4GiB等等。

这类似于PAE在x86上的工作方式。

假设所有页表条目都用于给出物理地址的较高位是不真实的其中一些位用于设置帧的属性：缓存能力，访问权限，映射状态等。

物理地址的高位称为页面帧 页面帧数由页表项的结构决定，而不是由虚拟地址空间的大小（物理地址空间的大小）决定。
如果页表条目的帧编号为50位，那么有2个⁵⁰帧物理地址的下半部分称为页面偏移，它由页面大小（或帧大小，它们在设计上相等）决定。

Answer 2

当我们说一个 cpu 是 32 位或 64 位时，它的意思是它可以分别指向 2^32 或 2^64 个物理页帧。现在如果一个页框的大小为 4KB (2^12) 那么可以访问的内存总量是 (2^12)×(2^32)=2^44 字节或 16TB

有人可以解释一下操作系统中的分页吗？

2 个答案: