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虚拟地址，逻辑地址，线性地址和物理地址 有大用
星期一, 2021-07-26 21:05 — adminshiping1
虚拟地址，逻辑地址，线性地址和物理地址
(2015-04-07 18:56:25)
转载标签： 虚拟地址物理地址内存空间地址程序 |
虚拟地址：
32位操作系统可寻址的最大内存空间为4GB，程序加载进内存之后操作系统让每个进程感觉自己独占所有的4GB内存空间，每个进程都可以寻址到0x00000000~0xFFFFFFFF的内存空间，但进程在物理内存中是不可能寻址到这样大的内存空间的，所以程序所”独占“的这4GB内存空间称为虚拟地址空间，这个地址空间中的地址称为虚拟地址。程序就在这个虚拟地址空间中一条一条的向后寻址（没有循环和分支的话）。至于操作系统如何让进程觉得自己独占所有内存空间，等下再讲。
逻辑地址：
稍微了解一点8086汇编都知道，在编写一个汇编程序的时候可以定义不同的段，不同段中的数据有不同的作用和属性。例如，数据段和堆栈段用来存放数据，其具有可读和可写两种属性；代码段用来存放代码，所以其仅具有可读的属性。每个段的段首地址存放在段寄存器中，根据不同的偏移量来寻址段中的数据，寻址格式是这样的”[segReg]:[offset]“。在DOS系统中，所有的这些都是在物理内存中完成的。如果将DOS系统假想成一个特殊的程序的话，操作系统将DOS加载进内存并分配给它4GB的虚拟空间，则DOS所做的寻址就都是在虚拟地址中进行的，所以DOS寻到的地址并不是真正的物理地址，所以称之为逻辑地址。
线性地址：
32位操作系统为内存分配的虚拟地址空间，从0x00000000～0xFFFFFFFF依次编号，则这些编号便构成了一维的线性地址空间。其中每一个编号便是一个线性地址。
物理地址：
当操作系统将程序加载进入物理内存后，真正存放程序的指令和数据的内存的地址就是物理地址了。
操作系统如何让程序认为自己独占所有的内存？
假如操作系统在物理内存中给程序分配了4K的内存，则我们将程序的虚拟空间也分割成4K一个的小片段，首先将虚拟地址的第一个4K加载进内存，执行完以后用虚拟空间中的第二个4K覆盖第一个4K继续执行。程序只是在虚拟地址空间中一次寻址，需要哪个4K就将那个4K加载进内存。这样，虽然系统只分配给该程序4K的内存空间，使用这样的方法无论这个程序有多大（小于4GB）都可以顺利的执行完毕。
在Linux中这三种地址是这样转换的？
执行完一条指令后，pc中存放着下一条指令的地址，此时pc中存放的便是下一条地址的逻辑地址，该逻辑地址和ecs中存放的段地址合成后便得到了地址空中该指令的线性地址，线性地址在经由MMU处理后便的到了该指令在内存单元中的物理地址。
32位操作系统可寻址的最大内存空间为4GB，程序加载进内存之后操作系统让每个进程感觉自己独占所有的4GB内存空间，每个进程都可以寻址到0x00000000~0xFFFFFFFF的内存空间，但进程在物理内存中是不可能寻址到这样大的内存空间的，所以程序所”独占“的这4GB内存空间称为虚拟地址空间，这个地址空间中的地址称为虚拟地址。程序就在这个虚拟地址空间中一条一条的向后寻址（没有循环和分支的话）。至于操作系统如何让进程觉得自己独占所有内存空间，等下再讲。
逻辑地址：
稍微了解一点8086汇编都知道，在编写一个汇编程序的时候可以定义不同的段，不同段中的数据有不同的作用和属性。例如，数据段和堆栈段用来存放数据，其具有可读和可写两种属性；代码段用来存放代码，所以其仅具有可读的属性。每个段的段首地址存放在段寄存器中，根据不同的偏移量来寻址段中的数据，寻址格式是这样的”[segReg]:[offset]“。在DOS系统中，所有的这些都是在物理内存中完成的。如果将DOS系统假想成一个特殊的程序的话，操作系统将DOS加载进内存并分配给它4GB的虚拟空间，则DOS所做的寻址就都是在虚拟地址中进行的，所以DOS寻到的地址并不是真正的物理地址，所以称之为逻辑地址。
线性地址：
32位操作系统为内存分配的虚拟地址空间，从0x00000000～0xFFFFFFFF依次编号，则这些编号便构成了一维的线性地址空间。其中每一个编号便是一个线性地址。
物理地址：
当操作系统将程序加载进入物理内存后，真正存放程序的指令和数据的内存的地址就是物理地址了。
操作系统如何让程序认为自己独占所有的内存？
假如操作系统在物理内存中给程序分配了4K的内存，则我们将程序的虚拟空间也分割成4K一个的小片段，首先将虚拟地址的第一个4K加载进内存，执行完以后用虚拟空间中的第二个4K覆盖第一个4K继续执行。程序只是在虚拟地址空间中一次寻址，需要哪个4K就将那个4K加载进内存。这样，虽然系统只分配给该程序4K的内存空间，使用这样的方法无论这个程序有多大（小于4GB）都可以顺利的执行完毕。
在Linux中这三种地址是这样转换的？
执行完一条指令后，pc中存放着下一条指令的地址，此时pc中存放的便是下一条地址的逻辑地址，该逻辑地址和ecs中存放的段地址合成后便得到了地址空中该指令的线性地址，线性地址在经由MMU处理后便的到了该指令在内存单元中的物理地址。
来自 http://blog.sina.com.cn/s/blog_142fca41e0102vi1w.html
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