假设我们有一个32位系统，或者64位系统，甚至128位系统。每个页表项的大小是多少？

Question

那么页表条目包含内存中的物理页地址，一些位，例如脏/有效/使用位，也许一些未使用的位是正确的？

给定一个可以是32位、64位、甚至128位的系统（当然是理论上的），如何确定每个页表项的大小？

作为后续问题，如果分页方案使用红黑基数树结构，需要多少级页表？

Answer 1

您可以在特定系统的手册中查找该信息。

系统的位数和您提到的大小之间没有直接关系。硬件设计人员有很大的决定余地。

页表条目必须足够长才能存储所有必要的信息。它取决于 MMU 支持的功能以及物理地址的宽度（可能与 CPU 规定的“位数”不同，与寄存器和虚拟地址的大小不同！）。例如：

• Intel 80286 是 16 位 CPU。它的“页表”（称为描述符表 - 但具有类似的功能）具有... 64 位的条目！为什么？因为它的物理地址是 24 位，并且它还允许任意大小的页面，小至一个字节！因此它必须存储完整的 24 位地址和 16 位大小的字段！
• 大多数系统要求页面具有特定的大小，并且还按照该大小对齐 - 这允许重用地址的某些位，否则将为 0。
• 带有 PAE 扩展的 32 位 x86 最多可以有 51 位物理地址 - 尽管是 32 位系统。它的页条目长 64 位。

关卡数量有更多的余地。我们从虚拟地址位大小（它可以小于规定的位数 - 64 位 CPU 目前少于 64 个虚拟地址位！）开始，减去页面偏移位大小（这取决于最小页面大小），然后我们得到页面索引大小 - 但如何在层之间分割它完全取决于架构设计师！

• 最终，它取决于页表大小。在 x86 中，页表的大小必须为最小页 (4kiB) 的大小，但没有法律规定在其他系统上也必须如此。系统设计人员可以选择更小或更大的尺寸。
• 不均匀的分割也是可能的。具有 PAE 的 32 位 x86 使用 (2, 9, 9) 索引位分割 - 其中首页仅包含 4 个条目，大小为 32 字节！