PAE模式,即物理地址擴展(Physical Address Extension),是一種在32位計算機系統中增加物理地址位寬的技術。PAE模式通過擴展頁表結構,允許使用更大的物理地址空間,從而支持更大的記憶體容量。在PAE模式下,一個32位的線性地址可以被映射到一個52位的物理地址。這種擴展使得系統能夠支持超過4GB的物理記憶體,儘管對於單個進程而言,其最大的線性地址空間仍然是4GB。
PAE模式的工作原理包括:
啟用PAE:要啟用PAE模式,需要設定CR0.PG(Page Global)位和CR4.PAE(Physical Address Extension)位。
頁表擴展:在PAE模式下,頁表結構從原來的二級頁表擴展為三級。每個頁表項從原來的32位擴展至64位,但每級頁表仍然使用4KB的頁面存儲。
物理地址擴展:PAE模式通過增加頁目錄表(PDPT)和頁表(PTE)的表項長度,使得物理地址空間從32位擴展到52位。
多級頁表:PAE模式支持多級頁表,這意味著系統不只保存一套頁表,而是保存了多套。進程可以根據需要改變CR3的值,從而實現對當前4GB物理地址之外的訪問,實現一對多的映射。
PAE模式支持兩種頁面大小:4KB頁面和2MB頁面。通過這種方式,系統能夠支持更大的記憶體容量,儘管單個進程的地址空間仍然是4GB。
總結來說,PAE模式通過擴展頁表結構,允許使用更大的物理地址空間,最高可支持52位的物理可定址位寬,並支持兩種頁面大小,從而支持超過4GB的物理記憶體。