內(nèi)存地址

1、邏輯地址

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包含在機(jī)器語(yǔ)言指令中用來(lái)指定一個(gè)操作數(shù)或一條指令的地址

2、線性地址（虛擬地址）

32位無(wú)符號(hào)整數(shù)，可以用來(lái)表示高達(dá)4GB的地址，常用十六進(jìn)制表示0x00000000——0xffffffff

3、物理地址

用于內(nèi)存芯片級(jí)內(nèi)存單元尋址。它們與從微處理器的地址引腳發(fā)送到內(nèi)存總線上的電信號(hào)相對(duì)應(yīng)。物理地址由32位或36位無(wú)符號(hào)整數(shù)表示

內(nèi)存控制單元（MMU）通過(guò)分段單元的硬件電路把一個(gè)邏輯地址轉(zhuǎn)換為線性地址；分頁(yè)單元的硬件電路把線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址

硬件中的分段

邏輯地址->段選擇符+偏移量

段選擇符　大小、字段　

段描述符 大小、字段、類型、格式

快速訪問(wèn)段描述符

當(dāng)一個(gè)段選擇符被裝入段寄存器時(shí)，相應(yīng)的段描述符就裝入到對(duì)應(yīng)的非編程cpu寄存器。根據(jù)段選擇符查找段描述內(nèi)容時(shí)，就可以直接在上述非編程寄存器中找到對(duì)應(yīng)段描述符，并不需要查找內(nèi)存中的GDT或LDT，僅當(dāng)段寄存器的內(nèi)容有更改時(shí)，才有必要直接訪問(wèn)GDT或LDT。

GDT的大可包含2`13-1即8191個(gè)段描述符，因?yàn)镚DT的第一項(xiàng)總設(shè)為0，為了確?？盏亩芜x擇符即值為0的段選擇符是無(wú)效的，所以少了一項(xiàng)。

分段單元

分段單元將一個(gè)邏輯地址轉(zhuǎn)換為線性地址。

1、檢查段選擇符中的TI字段，確定段描述符是在GDT還是LDT中，并從相應(yīng)寄存器中獲取其線性基地址

2、從段選擇符中的index字段計(jì)算段描述符的地址，基地址+index*8，即為段描述符的地址

3、找到對(duì)應(yīng)的段描述符后，取出該描述符首字節(jié)的線性地址即base字段對(duì)應(yīng)值與邏輯地址偏移量（低16位）相加，結(jié)果就是最終的線性地址。

ps：有了存放段描述符的非編程cpu寄存器，則可以省略1、2步驟，直接根據(jù)邏輯地址在上述寄存器中找到對(duì)應(yīng)的段描述符進(jìn)行第三步即可獲得線性地址。

linux中的分段

 分段和分頁(yè)都可以劃分進(jìn)程的物理地址空間：分段可以給每一個(gè)進(jìn)程分配不同的線性地址空間；分頁(yè)可以把同一線性地址空間映射到不同的物理空間。linux更喜歡使用分頁(yè)方式因?yàn)?

1、當(dāng)所有進(jìn)程使用相同的段寄存器值時(shí)，內(nèi)存管理變得更簡(jiǎn)單，也就是說(shuō)他們能共享同樣的一組線性地址。

2、Linux設(shè)計(jì)目標(biāo)之一是可以把它移植到大多數(shù)流行的處理器平臺(tái)上。然而，RISC體系結(jié)構(gòu)對(duì)分段的支持有限。

2.6版的Linux只有在80x86結(jié)構(gòu)下才需要使用分段。

用戶代碼段、用戶數(shù)據(jù)段、內(nèi)核代碼段、內(nèi)核數(shù)據(jù)段

用戶態(tài)或內(nèi)核態(tài)下的所有進(jìn)程可以使用相同的邏輯地址。linux下邏輯地址與線性地址是一致的，即邏輯地址的偏移量字段值與相應(yīng)的線性地址的值總是一致。

CPU的當(dāng)前特權(quán)級(jí)別（CPL）反應(yīng)了進(jìn)程是在用戶態(tài)還是在內(nèi)核態(tài)，并由存放在cs寄存器中的段選擇符的RPL字段指定。只要當(dāng)前特權(quán)級(jí)別被改變，一些段寄存器必須相應(yīng)的更新。

當(dāng)對(duì)指向指令或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針進(jìn)行保存時(shí)，內(nèi)核根本不需要為其設(shè)置邏輯地址的段選擇符，因?yàn)閏s寄存器就含有當(dāng)前的段選擇符。

Linux GDT

多處理器中每個(gè)cpu對(duì)應(yīng)一個(gè)GDT。

每個(gè)GDT包含18個(gè)段描述符和14個(gè)空的、未使用的或保留的項(xiàng)。插入未使用的項(xiàng)的目的是為了使疆場(chǎng)一起訪問(wèn)的描述符能夠處于同一個(gè)32字節(jié)的硬件告訴緩存行中。

除少數(shù)幾種情況外，所有GDT副本都存放相同的表項(xiàng)：每個(gè)處理器都由自己的TSS段；GDT有少數(shù)項(xiàng)可能依賴于CPU正在執(zhí)行的進(jìn)程；處理器可能臨時(shí)修改GDT副本里的某個(gè)項(xiàng)。

Linux LDT

大多數(shù)用戶態(tài)下的Linux程序不使用局部描述符表，這樣內(nèi)核就定義了一個(gè)缺省的LDT供大多數(shù)進(jìn)程共享。

用戶態(tài)下的程序同樣也利用modify_ldt()來(lái)分配新的段，但內(nèi)核卻從不使用這些段，也不需要了解相應(yīng)的段描述符，因?yàn)檫@些段描述符被包含在進(jìn)程自定義的局部描述符中了。

新聞標(biāo)題：二、內(nèi)存尋址（分段）-創(chuàng)新互聯(lián)
URL分享：http://jinyejixie.com/article10/ccsjgo.html

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