Memory Linux分页：Linux如何折叠页面上目录和页面中间目录？

我正在读《理解Linux内核》一书，我想知道Linux是如何在3级或2级分页系统中折叠页面上层目录或页面中间目录的

根据我的理解：

Linux有4个分页级别：页面全局目录、页面上层目录、页面中间目录和页面表

一旦设置了页表，硬件（分页单元）通过分析线性地址中的相应字段并查询相应的页表条目，自动定位页帧

对于两级分页系统，页面上目录和页面中目录在页面全局目录中分别获得一个特定条目

这似乎与我相矛盾：如果上述3个假设是真的，则意味着地址翻译将通过以下条目进行：

Page Global Directory Entry -> (Singleton) Page Upper Directory Entry -> (Singleton) Page Middle Directory Entry -> Page Table Entry

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然而，为什么同一个页面中间目录条目可以指向不同的页面表条目呢？

我对这本书记得不太清楚。我认为它们的意思是不使用页面上目录和页面中间目录，而页面全局目录是选择页面表的表。你其余的假设似乎是正确的。假设您有32位模式下的虚拟地址0x12345678。0x678是物理页中的偏移量（12位）。中间的10位是页表中的偏移量，10位最重要的位是页全局目录中的偏移量。 对于没有物理地址扩展的32位体系结构，两个分页级别就足够了。Linux本质上消除了页面上层目录和页面中间目录字段，因为它们包含零位。但是，页上目录和页中目录在指针序列中的位置保持不变，以便相同的代码可以在32位和64位体系结构上工作。内核通过将页面上部目录和页面中部目录中的条目数设置为1并将这两个条目映射到页面全局目录的正确条目中，来保持页面上部目录和页面中部目录的位置

作者的意思是，中间的2个层次被消除了。更改表时（交换进程时），只保留指针序列。这是为了在32位或64位CPU上维护相同的代码

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您不了解的是，要使用32位模式，CPU需要处于32位模式。如果使用32位Linux，Linux将不会以64位模式启动处理器。因此，CPU将处于32位模式和64位模式（长模式）之间的“转换”状态。这是由Intel和AMD完成的，以便他们的CPU保持向后兼容性。因此，您可以将CPU引导到32位模式，并决定不切换到64位模式。这是通过在处理器的控制寄存器中设置某些位来实现的。当处理器处于32位模式时，它只使用2级页表而不是4级页表来转换虚拟地址。

谢谢！是的，32位模式下的CPU将只使用2级页表，这是有道理的，谢谢你指出我的误解！为了确认，对于32位体系结构，页面上目录和页面中间目录没有特定的条目，只是内核将页面上目录条目（和页面中间目录条目）映射回相应的页面全局目录条目：比如0x12345678，页面上层目录条目与0x12345678的10个最高有效位的页面全局目录条目相同，对吗？我不确定内核到底做了什么。这相当复杂。我还得进一步阅读。重要的是要理解内核以某种方式忘记了这些级别。另一件事是RAM中的实际表没有对PUD或PMD的任何引用。这是必要的，因为处理器只是一台机器。对于32位模式，它将使用2级页表转换虚拟地址，而不管它在RAM中找到什么。内核必须确保全局目录不包含对上层或中层目录的任何实际引用。