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本節主要介紹硬體中分頁機制。
為了效率，線性位址被分成以固定長度為機關的組，稱為頁（page），頁内部連續的線性位址被映射到連續的實體位址中。
分頁單元把所有的記憶體分成固定長度的頁框（page frame）。每個頁框包含一個頁（page），也就是說一個頁框的長度與一個頁的長度一緻。頁框是主存的一部分，是以是一個存儲區域。頁和頁框是不同的，也隻是一個資料塊，可以存放在任何頁框或磁盤中。
從80386起，intel處理器的分頁單元處理4kb的頁。
32位線性位址被分成3個域：
*directory（目錄）：最高10位
*table（頁表）：中間10位
*offset（偏移量）：最低12位
線性位址的轉換分兩步完成：
*頁目錄表轉換；
*頁表轉換。
使用二級模式的目的在于減少每個程序頁表所需記憶體的數量。
控制寄存器cr3中存放正在使用的頁目錄的實體位址。線性位址内的directory字段決定頁目錄中的目錄項，而目錄項指向适當的頁表。位址的table字段依次又決定頁表中的表項，而頁表含有頁所在頁框的實體位址。offset字段決定頁框内的相對位置。由于offset字段是12位長，故每一頁含有4096b的資料。
頁目錄項和頁表項具有相同的結構，每項包含下面的字段：
*present标志：
置1，所指頁或頁表在主存中；為0，不在主存中。如果當通路一個位址時，頁目錄項或頁表項的present标志為0，則分頁單元将該線性位址存放在寄存器cr2中，産生14号異常：缺頁異常。
*field 标志：
20位，頁目錄項中的field指向包含一個頁表的頁框。頁表項中的field指向包含一頁資料的頁框。
*pcd/pwt 标志：控制硬體高速緩存處理頁或頁表的方式。
*accessed 标志：每當分頁單元對相應頁框進行尋址時，設定這個标志。分頁單元從來不重置這個标志，而是必須由作業系統去做。
*dirty 标志：隻應用于頁表項中，每當對一個頁框寫操作時就設定。分頁單元從來不重置這個标志，而是必須由作業系統去做。
*read/write：頁或頁表的存取權限。與段的3種存取權限（讀、寫、執行）不同的是，頁的存取權限隻有兩種（讀、寫）。如果read/write标志為0，說明相應的頁表或頁是隻讀的，否則是可讀寫的。
*user/supervisor：通路頁或頁表所需的特權級。若此标志為0，隻有當cpl小于3（linux：cpu處于核心态）時才能對頁尋址，否則總能對頁尋址。
*page size：隻應用于頁目錄項。設定為1，則頁目錄項指向2m或4m的記憶體。（hugepage）
*global标志：隻應用于頁表項，用于防止常用頁（全局頁）從tlb中重新整理出去。（當cr4寄存器的pge（頁全局啟用）标志置位時，這個标志才有效）。
##擴充分頁：（頁框大小為4mb而不是4kb）
——通過設定cr4處理器寄存器的pse标志能使擴充分頁與正常分頁共存。
對于2m頁面，啟動時傳遞核心參數
hugepages=1024
對于1gb的頁面:
default_hugepagesz=1g hugepagesz=1g hugepages=4
cpu所支援的hugepage大小可以由cpu标志得知
if pse exists, 2m hugepages are supported; if pdpe1gb exists, 1g hugepages are supported.
for 2 mb pages, there is also the option of allocating hugepages after the system has booted.
echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kb/nr_hugepages
mkdir /mnt/huge
mount -t hugetlbfs nodev /mnt/huge
隻要是在 /mnt/huge/ 目錄下建立的檔案，将其映射到記憶體中時都會使用 2mb 作為分頁的基本機關。值得一提的是，hugetlbfs 中的檔案是不支援讀 / 寫系統調用 ( 如read()或write()等 ) 的，一般對它的通路都是以記憶體映射的形式進行的。
在實際應用中，為了使用大頁面，還需要将應用程式與庫libhugetlb連結在一起。libhugetlb庫對malloc()/free()等常用的記憶體相關的庫函數進行了重載，以使得應用程式的資料可以放置在采用大頁面的記憶體區域中，以提高記憶體性能。
##實體位址擴充（pae）分頁機制：
實體位址擴充（physical address extension，pae）用于将32位線性位址轉換為36位實體位址。
通過設定cr4控制寄存器中的pae标志激活pae。
pae分頁機制：
*64gb的ram被分為2^24個頁框，頁表項的實體位址字段從20位擴充到了24位。一個4kb的頁表包含512個表項而不是1024個表項。
*引入頁目錄表指針表（page directory pointer table，pdpt）的頁表新級别，它由4個64為表項組成。
*cr3控制寄存器包含一個27為的頁目錄指針表（pdpt）基位址字段。
*當把線性位址映射到4kb的頁時，32位線性位址按下列方式解釋：
cr3：指向一個pdpt；
位31-30：指向pdpt中4個項的一個；
位29-21：指向頁目錄表中512個項中的一個；
位20-12：指向頁表中512項中的一個；
位11-0：4kb頁中的偏移量。
*當把線性位址映射到2mb的頁時，32位線性位址按下列方式解釋：
位20-0：2mb頁中的偏移量。
為了縮小cpu和ram之間的速度不比對，引入了硬體高速緩存。基于局部性原理。
#cache line ：高速緩存與記憶體間一次傳輸資料的長度。
#pcd 當通路該頁框中資料時，高速緩存功能被啟用還是禁用。
#pwt：當資料被寫到頁框時，采用通寫政策還是回寫政策。
linux對所有頁框都啟用高速緩存，對寫操作都采用回寫政策。
tlb(translation lookaside buffer)：轉換後援緩沖器。
在多處理器系統中，每個cpu都有自己的tlb，稱為本地tlb。
機制：當一個線性位址第一次使用時，通過慢速通路ram的頁表計算出相應的實體位址，同時，該實體位址被存放在一個tlb表項（tlb entry）中，以便以後對同一線性位址的引用可以快速地轉換。