如何确定虚拟地址空间中的页面大小？

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。

为了简化翻译，将虚拟和物理内存分为页面。每个页面都有一个唯一的编号；页面框架号。

某些页面大小可以是2 KB，4 KB等。但是如何确定此页面大小数字？它受体系结构大小的影响吗？例如，一个32位总线将具有4 GB的地址空间。

您可以通过以下getconf命令查询系统的配置来找出系统的默认页面大小：

$ getconf PAGE_SIZE
4096

要么

$ getconf PAGESIZE
4096

注意：上述单位通常以字节为单位，因此4096等于4096字节或4kB。

这是Linux内核的源代码中的硬连线：

例

$ 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))

移位如何给您4096？

移位位时，您将执行2的二进制乘法。因此，实际上，将位向左移（1 << PAGE_SHIFT）就是2 ^ 12 = 4096的乘法。

$ echo "2^12" | bc
4096

硬件（特别是CPU的一部分MMU）确定可能的页面大小。与处理器寄存器的大小无关，而与地址空间的大小间接相关（因为MMU决定了两者）。

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（有些还支持较小的页面），但是4kB是非常普遍的默认设置。

Linux支持两种页面大小：

• 普通大小的页面，我认为在所有体系结构上默认为4kB，尽管某些体系结构允许其他值，例如ARM64上为 16kB或IA64上为 8kB，16kB或64kB 。这些对应于MMU上最深层次的描述符（Linux称为PTE）。
• 巨大的页面，如果使用（CONFIG_HUGETLB_PAGE必须，并且CONFIG_HUGETLBFS对于大多数使用也是）编译的。这对应于MMU描述符的第二个最深层次（Linux称为PMD）（或者至少通常如此，我不知道这是否适用于所有体系结构）。

页面大小是内存使用量，内存使用量和速度之间的折衷。

• 页面大小较大意味着部分使用页面时会浪费更多，因此系统会更快地耗尽内存。
• 更深的MMU描述符级别意味着页表有更多的内核内存。
• 更深的MMU描述符级别意味着更多的时间用于页表遍历。

对于大多数应用程序而言，较大页面大小的收益很小，而成本却很高。这就是为什么大多数系统仅使用普通大小的页面的原因。

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

$ getconf PAGE_SIZE
4096

使用大页面需要挂载hugetlbfs文件系统并mmap在此处ping文件。

页面大小主要取决于处理器体系结构。在x86上，从引入保护模式的386处理器开始，页面大小一直为4 kB。

在x64模式下，也可能会有大页面，大小为2 MB。但是，使用它们有点复杂。

您可以在Wikipedia文章中找到有关页面大小的更多信息。

处理器确定可用的页面大小。对于大多数目的，x86和x86_64处理器上的硬件实现的页面大小为4kb。但是，如果需要，操作系统一次可以分配多个页面，从而可以在软件中有效地实现8kb，16kb或32kb的页面。

x86和x86_64处理器还可以分别混合4mb和2mb页面以及标准的4kb页面。如果完全使用了该功能，则通常将其用于分配内核空间。