分页机制的主要目的是高效地利用内存。按页来组织和管理内存空间，把暂时不用的数据放到外部存储器（通常是硬盘）上。在启用分页机制后，操作系统将线性地址划分为固定大小的页面（4KB、2MB或4MB）。每个页可以被映射到物理内存或外部存储器上的虚拟内存文件中。
分页由处理器的控制寄存器的三个标志来控制：
1、PG（分页）标志，CR0寄存器的位31，用于启动分页机制。（从intel386处理器开始的所有intel处理器都有这个标志）
2、PSE（页尺寸拓展）标志，CR4寄存器的位4，启动物理地址拓展，可以最多寻址64GB物理内存，否则最多寻址4GB物理内存。（在Pentium和Pentium Pro处理器中引入）
3、PAE（物理地址拓展）标志，CR4寄存器的位5，用于启用大页面支持，当PAE=1时，大页面为2MB，当PAE=0时，大页面为4MB。（Pentium Pro处理器中引入）
1、页表和页目录
1、页目录
页目录是一个由32位页目录项（page-directory entries，PDEs）组成是数组。每个页目录占一个4KB的内存页，每个PDE的长度为4字节，因此每个页目录中最多包含1024个PDE。
2、页表
页表是用来存放页表表项（page-table entries：PTEs）的线性表。每个页表占一个4KB的内存页，每个PTE的长度为4字节，每个页表中最多包含1024个PTE。PTE的iao高20位代表的是4KB内存页的起始物理地址的高20位，该起始物理地址的低12位假定为0。
3、页目录指针表
页目录指针表（page-directory pointer table）包含4个64位的表项，每个表项指向一个页目录，仅用于启用PAE时。启用PAE后，每个PDE和PTE的长度都增大为64位。
2、地址翻译
将32位的虚拟地址翻译为32位的物理地址，其过程可以概括如下：
1、通过CR3寄存器定位到页目录的起始地址。
2、取线性地址的高10位作为索引选取页目录的一个表项（PDE）。
3、根据PDE中的页表基地址（取PDE的高20位，低12位为0）定位到页表。
4、取线性地址的12位到21位作为索引选取页表的一个表项（PTE）。
5、取出PTE中的内存页基地址（PTE的高20位，低12位为0）。
6、取线性地址的低12位作为页中偏移与上一步的内存页基地址相加相加得到物理地址。
3、WinDbg观察分页机制
1、启动计计算器（calc.exe），输入一串数字（如123654）以便后面观察。
2、启动Windbg，附加到计算器程序上开始调试。
3、在Windbg的命令区输入x calc!g*命令列出计算器程序中以g开头的所有符号。
1 | 01014d90 calc!ghnoNum = <no type information> |
4、在Windbg的命令区输入dd calc! gpszNum L1命令，查看该符号地址的内容。
1 | 01014db0 000c4d60 |
5、继续查看地址000c4d60处的内容。
可以看到，地址000c4d60处的内容就是我们在计算器中输入的内容（123654）。
6、将字符串地址000c4d60翻译为物理地址。
虚拟地址000c8868的页目录索引（高10位）为0；页表索引（中间10位）为0011 0001 00，即0xC4；
页内偏移为（低12位）1101 0110 0000，即0xD60。
7、查看calc.exe的页目录基地址。
8、使用!dd命令显示页目录表的内容。
第一个表项内容为2587d001 ，其高20位为页表的起始地址的高20位，低12（067）位为页表属性。
8、使用!dd命令显示页表的内容。
高20位为所在内存页的起始地址的高20位，即0x2b37d000，低12位（067）为内存页属性。
9、查看物理地址中的内容。
可以看到，虚拟地址000c4d60和物理地址2b37dd60中的内容是一致的。