分頁機制在段機制之后進行，以完成線性—物理地址的轉(zhuǎn)換過程。段機制把邏輯地址轉(zhuǎn)換為線性地址，分頁機制進一步把該線性地址再轉(zhuǎn)換為物理地址。
硬件中的分頁
分頁機制由CR0中的PG位啟用。如PG=1，啟用分頁機制，并使用本節(jié)要描述的機制，把線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址。如PG=0，禁用分頁機制，直接把段機制產(chǎn)生的線性地址當作物理地址使用。分頁機制管理的對象是固定大小的存儲塊，稱之為頁 (page)。分頁機制把整個線性地址空間及整個物理地址空間都看成由頁組成，在線性地址空間中的任何一頁，可以映射為物理地址空間中的任何一頁(我們把物理空間中的一頁叫做一個頁面或頁框(page frame))。
80386 使用4K字節(jié)大小的頁。每一頁都有4K字節(jié)長，并在4K字節(jié)的邊界上對齊，即每一頁的起始地址都能被4K整除。因此，80386把4G字節(jié)的線性地址空間，劃分為1G個頁面，每頁有4K字節(jié)大小。分頁機制通過把線性地址空間中的頁，重新定位到物理地址空間來進行管理，因為每個頁面的整個4K字節(jié)作為一個單位進行映射，并且每個頁面都對齊4K字節(jié)的邊界，因此，線性地址的低12位經(jīng)過分頁機制直接地作為物理地址的低12位使用。
為什么使用兩級頁表
假設(shè)每個進程都占用了4G的線性地址空間，頁表共含1M個表項，每個表項占4個字節(jié)，那么每個進程的頁表要占據(jù)4M的內(nèi)存空間。為了節(jié)省頁表占用的空間，我們使用兩級頁表。每個進程都會被分配一個頁目錄，但是只有被實際使用頁表才會被分配到內(nèi)存里面。一級頁表需要一次分配所有頁表空間，兩級頁表則可以在需要的時候再分配頁表空間。
兩級頁表結(jié)構(gòu)
兩級表結(jié)構(gòu)的第一級稱為頁目錄，存儲在一個4K字節(jié)的頁面中。頁目錄表共有1K個表項，每個表項為4個字節(jié)，并指向第二級表。線性地址的最高10位(即位31~位32)用來產(chǎn)生第一級的索引，由索引得到的表項中，指定并選擇了1K個二級表中的一個表。
兩級表結(jié)構(gòu)的第二級稱為頁表，也剛好存儲在一個4K字節(jié)的頁面中，包含1K個字節(jié)的表項，每個表項包含一個頁的物理基地址。第二級頁表由線性地址的中間10 位(即位21~位12)進行索引，以獲得包含頁的物理地址的頁表項，這個物理地址的高20位與線性地址的低12位形成了最后的物理地址，也就是頁轉(zhuǎn)化過程輸出的物理地址。
頁目錄項
第31~12位是20位頁表地址，由于頁表地址的低12位總為0，所以用高20位指出32位頁表地址就可以了。因此，一個頁目錄最多包含1024個頁表地址。
第0位是存在位，如果P=1，表示頁表地址指向的該頁在內(nèi)存中，如果P=0，表示不在內(nèi)存中。
第1位是讀/寫位，第2位是用戶/管理員位，這兩位為頁目錄項提供硬件保護。當特權(quán)級為3的進程要想訪問頁面時，需要通過頁保護檢查，而特權(quán)級為0的進程就可以繞過頁保護。
第3位是PWT(Page Write-Through)位，表示是否采用寫透方式，寫透方式就是既寫內(nèi)存(RAM)也寫高速緩存,該位為1表示采用寫透方式
第4位是PCD(Page Cache Disable)位，表示是否啟用高速緩存,該位為1表示啟用高速緩存。
第5位是訪問位，當對頁目錄項進行訪問時，A位=1。
第7位是Page Size標志，只適用于頁目錄項。如果置為1，頁目錄項指的是4MB的頁面，請看后面的擴展分頁。
第9~11位由操作系統(tǒng)專用，Linux也沒有做特殊之用。
頁面項
80386的每個頁目錄項指向一個頁表，頁表最多含有1024個頁面項，每項4個字節(jié)，包含頁面的起始地址和有關(guān)該頁面的信息。頁面的起始地址也是4K的整數(shù)倍，所以頁面的低12位也留作它用。
第31~12位是20位物理頁面地址，除第6位外第0～5位及9~11位的用途和頁目錄項一樣，第6位是頁面項獨有的，當對涉及的頁面進行寫操作時，D位被置1。
4GB的內(nèi)存只有一個頁目錄，它最多有1024個頁目錄項，每個頁目錄項又含有1024個頁面項，因此，內(nèi)存一共可以分成1024×1024=1M個頁面。由于每個頁面為4K個字節(jié)，所以，存儲器的大小正好最多為4GB。