不懂就问： 32 位操作系统是如何突破 4G 内存限制的？

[maxhhg]

32 位的系统能表达的内存位置只有 2 的 32 次方个，也就是 4G，但我在网上看到 内存是可以突破 4G 的

于是我就去 Google 一下，确实可以，但是基本没有讲原理的，即使讲了，也没有讲得很清楚（可能是我理解力不够吧）

我想问问大佬们：32 位操作系统是如何突破 4G 内存限制的？

[louettagfh]

开启 Intel 的 PAE （物理地址扩展）模式就可以

[blless]

Intel 的 CPU 可以开启 PAE 机制吧？
>>> 然而，使用 PAE 的主要问题是线性地址仍然 32 位长。这就迫使内核编程人员用同一线性地址映射到不同的 RAM 区。很明显，PAE 并没有扩大进程的线性地址空间，因为它只处理物理地址。此外，只有内核能够修改进程的页表，所以在用户态下运行的进程不能使用大于 4GB 的物理地址空间。另一方面，PAE 允许内核使用容量高达 64GB 的 RAM，从而显著增加了系统中的进程数量。
https://www.cnblogs.com/buaasts/p/4038683.html

毕竟 CPU 指针限制只能支持 4G 寻址，只是可以把不同进程的地址映射到不同的地址空间，提升进程数量而已。其实也不能算突破 4G 内存。

[12101111]

16 位下能用 20 位的地址宽度,32 位下能用 36 位的地址宽度,前者是靠分段(16 位段描述符), 后者是靠页表映射.
但是即使是在 32 位下,虚拟地址空间也只能是 4G, 因此单个进程无法直接突破 4G 的寻址限制,只能靠 mmap 之类的方式进行.

[misdake]

严格来说 “32 位的系统能表达的内存位置只有 2 的 32 次方个，也就是 4G” 其实应该是 “同一时刻，单个进程能寻址的内存位置有 4G”
多个进程(使用不同的页表)、或者不同时刻(修改页表前后)，都可以某种程度上突破这个限制。

[theolin]

是 Intel PAE 技术。说起来很简单，原本 32 位处理器地址线也是 32 位，但是搭载 PAE 技术的处理器地址线是 36 位。所以，只要操作系统支持，就可以访问多达 64GB 内存。

[maxhhg]

@louettagfh @blless @12101111 @misdake @theolin
谢谢各位大佬

[Mohanson]

源头来讲大概是一项古老的技术，最早出现在 8 位机时代，叫做存储体切换 Bank switching，原理和 PAE 几乎一样。

像 gb 游戏机就在在 64k 寻址的 8080 cpu 中做出了 32 兆大小的游戏

http://accu.cc/content/gameboy/cartridge/memory_bank_controller/

[nightwitch]

老历史了，类似的思想最早可以追溯到保护模式出现之前。历史里比较有名的是 8086，8086 的寄存器只有 16 位，16 位只能寻址 64KB 的内存。但是实际上 8086 可以最大寻址 20 位，也就是 1MB，因为 8086 使用两个寄存器寻址。

[levelworm]

@Mohanson 不错刚想说这个。。。

[jzmws]

这个是 xp 时代最经常用的

[julyclyde]

@jzmws xp 对这俩应该是都不支持的吧

[bclerdx]

现在 32 位操作系统，应该已经逐步要退出历史舞台了吧。我 5 年前就已经换成了 64 位的 Windows 7 了。64 位还是比较好用的。