Kernel x86-64体系结构中的分页

在操作系统的32位实现中，页表具有固定的结构（两级-页目录和页表）。但在x86_64系统中，通常会实现多个级别的页表（Linux中为4）。系统如何知道使用了多少个级别？这需要什么命令？如何让CPU知道全局页面目录和其他结构？

简短回答：

• 在编写本文时，x86-64页表格始终为4级。将来，可能会实现5级和6级以覆盖整个64位地址空间
• 操作系统通过使用各种参数执行CPUID指令来查询硬件功能
• 操作系统通过写入控制寄存器CR3来设置全局页面目录指针

权威文本：见第3A卷“系统编程指南，第1部分”，第4.5节“IA-32e分页”

（略加编辑）：

64位寻址模式（“长模式”）是物理地址扩展（PAE）的超集。与PAE模式下的系统使用的三级页表系统不同，长模式下运行的系统使用四级页表：PAE的页目录指针表从4个条目扩展到512个，并添加了一个额外的页映射级别4（PML4）表，在48位实现中包含512个条目。在提供更大虚拟地址的实现中，后一个表将增长以容纳足够的条目来描述整个地址范围，对于64位实现，理论上最大为33554432个条目，或者被新的映射级别（如PML5）高估