每個進程通過一個指針（即進程的mm_struct→pgd）指向其專屬的頁全局目錄（PGD），該目錄本身存儲在一個物理頁框中。這個頁框包含一個類型為pgd_t的數組，該類型是與架構相關的數據結構，定義在<asm/page.h>頭文件中。頁表的加載方式因架構而異：在x86架構中，進程頁表通過將mm_struct→pgd復制到cr3寄存器來加載，這一操作會附帶刷新TLB（事實上，這正是架構相關代碼中flush_tlb()函數的實現原理）。

PGD表中的每個有效表項指向一個物理頁框，其中包含類型為pmd_t的頁中間目錄（PMD）條目數組。每個PMD條目進一步指向另一個頁框，其中包含類型為pte_t的頁表項（PTE），而這些PTE最終指向存儲實際用戶數據的物理頁框。若頁面已被換出到后備存儲，交換條目將存儲在PTE中，并由頁錯誤處理例程do_swap_page()使用，以定位包含頁面數據的交換條目。頁表布局如圖所示。

任意給定的線性地址可被分解為三部分：三個頁表層級內的偏移量以及實際頁面內的偏移量。為輔助地址分解，系統為每個頁表層級提供了一組三元宏定義——SHIFT（XX_SHIFT表示XX段的bit位數）、SIZE（XX_SIZE表示XX段的大小，一般等于2^XX_SHIF）和MASK(XX_MASK表示從線性地址中獲取XX段的掩碼，XX段以外的bit位都是0)。其中，SHIFT宏定義了該層級頁表映射的地址位長度

MASK宏可通過與線性地址進行按位與（AND）操作，屏蔽掉所有高位比特，常用于判斷地址是否在頁表某一層級對齊。SIZE宏則揭示了每個層級的表項所覆蓋的字節范圍。SIZE與MASK宏的關系如圖3.3所示。在這組三元宏中，僅需定義SHIFT值，其余兩者可通過計算得出。例如，x86架構的頁面層級宏定義如下：

#define PAGE_SHIFT??? 12

#define PAGE_SIZE??? (1UL << PAGE_SHIFT)

#define PAGE_MASK??? (~(PAGE_SIZE-1))

其中：

• PAGE_SHIFT表示線性地址中頁內偏移部分的比特長度（x86為12位）
• PAGE_SIZE通過2^PAGE_SHIFT計算得出（即頁大小）
• PAGE_MASK通過對PAGE_SIZE-1取反得到，用于對齊頁邊界時清零偏移位。若需強制地址按頁對齊，可使用PAGE_ALIGN()宏，其原理是先將地址加上PAGE_SIZE-1，再與PAGE_MASK按位與操作以消除頁偏移比特。

類似地：

• PMD_SHIFT表示頁中間目錄（PMD）層級映射的地址比特數，其對應的PMD_SIZE與PMD_MASK通過相同方式計算。
• PGDIR_SHIFT表示頁全局目錄（PGD）頂層映射的地址比特數，PGDIR_SIZE和PGDIR_MASK遵循相同規則。

最后，關鍵的三個宏是PTRS_PER_*系列，它們定義了各層級頁表的表項數量：

• PTRS_PER_PGD表示PGD中的指針數量（x86無PAE時為1,024）
• PTRS_PER_PMD對應PMD層（x86無PAE時為1）
• PTRS_PER_PTE對應底層PTE（x86無PAE時為1,024）

這些宏共同構建了Linux頁表體系的核心尋址機制。