我正在读一本新书，Windows Internals 5，关于内存管理（第 9 章物理地址扩展 PAE 部分）。第 770 页提到“32 位系统内部用 24 位表示物理地址”。我完全糊涂了，我认为 x86 物理内存也应该用 32 位寻址，这就是系统被称为 32 位系统的原因。
知道哪里出了问题吗？
答案1
以下是 David Solomon 和 Mark Russinovich 合著的《Windows 2000 内部》一书第 7 章中有关启动 /PAE 含义的更多详细信息。
自 Pentium Pro 以来，所有 Intel x86 系列处理器都包含一种称为物理地址扩展 (PAE) 的内存映射模式。使用适当的芯片组，PAE 模式允许访问高达 64 GB 的物理内存。当 x86 在 PAE 模式下执行时，内存管理单元 (MMU) 将虚拟地址分为四个字段。
MMU 仍然实现页目录和页表，但是它们之上还有第三级，即页目录指针表。PAE 模式可以比标准转换模式寻址更多内存，这并不是因为额外的转换级别，而是因为 PDE 和 PTE 是 64 位宽，而不是 32 位。系统内部使用 24 位表示物理地址，这使 x86 能够支持最大 2^(24+12) 字节或 64 GB 的内存
编辑：正如乔治所说，24 位页码代表 24+12=36 位字节地址。这是对 32 位普通空间的地址扩展。
答案2
我正在阅读《Windows Internals》第四版（第 435-437 页）中的“物理地址扩展 (PAE)”一章，但似乎找不到对 24 位的引用。其中提到了用于基页地址的 25 位，这意味着可寻址空间变为 2 ^ (12 + 25) = 128GB。但我们会回过头来讨论这个问题。首先让我们看看线性地址是如何转换为物理地址的（书中对此进行了完美的描述）：线性地址分为三部分：
- 12 个低位是页内偏移，可寻址 4Kb 页内的任意字节；
- 接下来的10位是页表（PTE）中记录的索引，其中包含页面的基地址（第一个字节的物理地址）；
- 最高 10 位是页目录表（PDE）中记录的索引，其中包含 PTE 的基地址。
PTE 和 PDE 中的每个项目包含 32 位记录，其中 20 位分别包含页面或下一级表的物理地址。另外 12 位是描述页面或表的标志（可读/可写/可执行等）。这就是 80386、x486 和 Pentium 的工作方式。
现在，奔腾 Pro 和更新的 CPU 在 PAE 模式下运行时，在 PDE 和 PTE 表中使用 64 位宽的记录。在这些记录中，最多可以使用 40 位来编码内存中页面的基址。这意味着 PAE 模式理论上可以寻址 2 ^ 40 个页面（1T 页），每个页面 2 ^ 12（每个 4Kb）。总理论地址空间为 2 ^ (40 + 12) = 2 ^ 52 = 4Peta 字节。但是，操作系统不会使用所有这 40 位。例如，Windows 只使用其中的 24 位，这导致总可寻址地址空间为 2 ^ (24 + 12) = 2 ^ 36 = 64G 字节。
显然，不同版本的 Windows 在该表中使用不同的位数，这似乎有点奇怪。根据该书的第 4 版，在这种情况下使用了 25 位，这使可寻址空间达到 128Gb，这也得到了以下机构的证实：这一页。这就是上述第 4 版和第 5 版之间差异的根源。
有关翻译过程的更多详细说明，请参阅第 4-17 页和第 4-18 页（第 4.4.2 章）。Intel 64 和 IA32 架构软件开发人员手册
哦，是的，系统之所以被称为 32 位，并不是因为它寻址 2^32 字节。而是因为它在内部寄存器为 32 位宽的模式下运行（这不再总是正确的，但与现实非常接近）。如果可寻址空间决定操作系统的名称，那么 DOS 将是 20 位操作系统，而旧 Mac 将是 24 位操作系统
答案3
这是指将 32 位虚拟地址空间映射到 24 位物理地址空间。通常，20 位虚拟页码会转换为 12 位物理页码，其余位是页面偏移量