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虚拟地址空间中的页面大小是如何确定的？

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虚拟地址空间中的页面大小是如何确定的？

Linux 使用虚拟内存系统，其中所有地址都是虚拟地址而不是物理地址。这些虚拟地址由处理器转换为物理地址。

为了使这种转换更容易，虚拟内存和物理内存被分为页。每一页都有一个唯一的编号；页框号。

有些页面大小可以是 2 KB、4 KB 等。但是这个页面大小数字是如何确定的呢？是否受到架构尺寸的影响？例如，32 位总线将具有 4 GB 地址空间。

答案1

您可以通过以下命令查询系统的配置来找出系统的默认页面大小getconf：

$ getconf PAGE_SIZE
4096

或者

$ getconf PAGESIZE
4096

笔记：上述单位通常以字节为单位，因此 4096 等于 4096 字节或 4kB。

这是硬连线在 Linux 内核的源代码中的：

例子

$ more /usr/src/kernels/3.13.9-100.fc19.x86_64/include/asm-generic/page.h
...
...
/* PAGE_SHIFT determines the page size */

#define PAGE_SHIFT  12
#ifdef __ASSEMBLY__
#define PAGE_SIZE   (1 << PAGE_SHIFT)
#else
#define PAGE_SIZE   (1UL << PAGE_SHIFT)
#endif
#define PAGE_MASK   (~(PAGE_SIZE-1))

换档怎么给你4096？

当您移位时，您正在执行乘以 2 的二进制乘法。因此，实际上向左移位 ( 1 << PAGE_SHIFT) 就是进行 2^12 = 4096 的乘法。

$ echo "2^12" | bc
4096

答案2

硬件（具体来说，内存管理单元，它是 CPU 的一部分）决定了可能的页面大小。与处理器寄存器大小无关，仅与地址空间大小有间接关系（因为 MMU 决定两者）。

几乎所有架构都支持 4kB 页面大小。有些架构支持较大的页面（少数也支持较小的页面），但 4kB 是非常普遍的默认值。

Linux 支持两种页面大小：

  • 正常大小的页面，我相信在所有架构上默认情况下都是 4kB，尽管某些架构允许其他值，例如 16kBARM64或 8kB、16kB 或 64kBIA64。这些对应于 MMU 上最深层次的描述符（Linux 称之为英语口语考试）。
  • 大页面，如果编译为 (CONFIG_HUGETLB_PAGE是必要的，并且CONFIG_HUGETLBFS对于大多数用途也是如此)。这对应于 MMU 描述符的第二深级别（Linux 称之为 PMD）（或者至少通常是这样，我不知道这是否适用于所有体系结构）。

页面大小是内存占用、内存使用量和速度之间的折衷。

  • 较大的页面大小意味着当部分使用页面时会产生更多浪费，因此系统会更快耗尽内存。
  • 更深的 MMU 描述符级别意味着更多的内核内存用于页表。
  • 更深的MMU描述符级别意味着更多的时间花在页表遍历上。

对于大多数应用程序来说，较大页面大小的收益很小，但成本却很高。这就是大多数系统仅使用正常大小的页面的原因。

您可以使用以下命令查询系统上的（正常）页面大小getconf实用程序或 C 函数sysconf。

$ getconf PAGE_SIZE
4096

使用大页面需要在其中安装hugetlbfs文件系统和mmapping 文件。

答案3

处理器确定可用的页面大小。对于大多数用途，x86 和 x86_64 处理器上硬件实现的页面大小为 4kb。然而，如果操作系统愿意，可以一次分配多个页面，从而在软件中有效地实现 8kb、16kb 或 32kb 页面。

x86 和 x86_64 处理器还可以分别将 4mb 和 2mb 页面与标准 4kb 页面混合。如果使用该功能，它将主要用于分配内核空间。

答案4

页大小主要取决于处理器架构。在x86上，从引入保护模式的386处理器时代开始，页面大小一直是4 kB。

在 x64 模式下，还可以存在大小为 2 MB 的大页面。然而，使用它们有点复杂。

您可以在以下位置找到有关页面大小的更多信息维基百科文章

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