邏輯地址空間在64位和32位操作系統

Question

目前我正在通過操作系統原理通過Galvin本書。我很享受閱讀，但同時我有一個問題。

我可以說，如果我使用64位操作系統，那麼邏輯地址空間（即CPU生成的）可以是64位？即它將能夠映射物理內存中的大量幀。如果我使用32位操作系統，那麼CPU可以生成最大2^32個邏輯地址空間。

這是正確的嗎？

Answer 1

排序，但有許多技術性使這些名稱不太有用。

首先，操作系統有兩種不同的大小：地址大小和數據大小。地址大小決定了可用地址空間的大小，數據大小決定了可以在單字操作中使用多少數據。根據我的經驗，操作系統通常以數據大小來標識，這意味着地址大小可能是其他的東西。

以下是一些示例體系結構及其地址和數據大小。如表所示，目前最常見的32位和64位體系結構具有相同的數據和地址大小，這就是爲什麼您的聲明部分正確。請注意，16位模式下的x86處理器的地址大小大於數據大小。這是由於在尋址中使用了額外的段寄存器，這使得架構的限制更少。

 
       Address size  Data size 
x86 16-bit  20 bits   16 bits 
x86 32-bit  32 bits   32 bits 
x86 64-bit  64 bits   64 bits 
ARM 32-bit  32 bits   32 bits 
ARM 64-bit  64 bits   64 bits 

但是，地址大小並不一定表示可以使用多大的邏輯地址空間。可能存在限制將空間限制在較小區域的限制。例如，沒有當前的x86-64處理器支持64位地址空間。相反，他們要求任何地址的高16位是位47的符號擴展，允許地址空間，256 TiB而不是16 EiB。這減少了需要在處理器中使用的地址線的數量，同時允許遠遠超過當前使用的任何人。最後，到目前爲止所做的一切都是參照邏輯地址空間或虛擬地址空間。物理地址空間可以有不同的大小。較新的32位x86系統具有物理地址擴展（Physical Address Extension），該地址擴展允許36位物理地址，並且x86-64系統被限制爲不超過52位物理地址空間，但是這可以進一步受限於存儲器控制器/主板。當邏輯地址空間大於物理地址空間時，它允許整個物理地址空間一次映射到多個地方。當邏輯地址空間較小時，它允許多個完整的地址空間同時存儲在物理內存中。