物理地址有什么用
物理地址有什么用
有網(wǎng)友反饋說(shuō)：我在閱讀一些電腦知識(shí)的讀本時(shí),常?？吹?ldquo;物理地址”這個(gè)名詞,說(shuō)實(shí)話，我只知道IP地址，從未聽(tīng)說(shuō)過(guò)物理地址。這個(gè)物理地址也象IP地址一樣重要嗎?相信很多用戶與這位網(wǎng)友是一樣不知道物理地址有什么用的，針對(duì)這個(gè)情況，學(xué)習(xí)啦小編特意分享了物理地址的一些知識(shí)，希望可以幫助到大家。
物理地址
在存儲(chǔ)器里以字節(jié)為單位存儲(chǔ)信息，為正確地存放或取得信息，每一個(gè)字節(jié)單元給以一個(gè)唯一的存儲(chǔ)器地址，稱為物理地址(Physical Address)，又叫實(shí)際地址或絕對(duì)地址。
在x86 CPU中，采用了段頁(yè)式內(nèi)存管理機(jī)制，分段和分頁(yè)模型。
分頁(yè)(Paging)機(jī)制
邏輯地址由頁(yè)號(hào)和偏移量組成。
分段(Segment)機(jī)制
分段允許程序員把存儲(chǔ)器看成由多個(gè)地址空間或段組成。程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)被劃分成一組段(segment)，不要求所有程序的所有段都有相同長(zhǎng)度。
和分頁(yè)一樣，分段情況下的邏輯地址由兩部分組成：段號(hào)和偏移量。
分段的優(yōu)點(diǎn)：
簡(jiǎn)化不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)處理。
允許程序獨(dú)立地改變或重新編譯，而不要求整個(gè)程序集合重新鏈接和重新加載。
有助于進(jìn)程間的共享。
有助于保護(hù)。由于一個(gè)段可以被構(gòu)造成包含一個(gè)明確定義的程序或數(shù)據(jù)集，程序員或系統(tǒng)管理員可以以一種方便的形式指定訪問(wèn)權(quán)限。
虛擬內(nèi)存
內(nèi)存的基本思想是程序、數(shù)據(jù)、堆棧的總大小可以超過(guò)可用物理內(nèi)存的大小，操作系統(tǒng)把程序當(dāng)前使用的那些部分保留在內(nèi)存中，而其他部分保存在磁盤(pán)上。
虛擬內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)基于分頁(yè)技術(shù)。
虛擬內(nèi)存的優(yōu)點(diǎn)：
在內(nèi)存中可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程
進(jìn)程可以比內(nèi)存全部空間還大，不再局限于物理內(nèi)存大小
內(nèi)存更高效地被使用
2 邏輯地址到線性地址的映射過(guò)程
X86 CPU邏輯地址到線性地址映射過(guò)程如下圖：
邏輯地址到線性地址映射過(guò)程如下：
(1)根據(jù)指令的性質(zhì)來(lái)確定應(yīng)該使用哪一個(gè)段寄存器(Segment Selector)，例如轉(zhuǎn)移指令中的地址在代碼段，而取數(shù)據(jù)指令中的地址在數(shù)據(jù)段;
(2)根據(jù)段存器的內(nèi)容，找到相應(yīng)的“地址段描述結(jié)構(gòu)“(Segment Descriptor)，段描述結(jié)構(gòu)都放在一個(gè)表(Descriptor Table)中(GDT或LDT、TR、IDT)，而表的起始地址保存在GDTR、LDTR、IDTR、TR寄存器中。這就是4個(gè)內(nèi)存管理寄存器GDTR、LDTR、IDTR和TR的用途;
(3)從地址段描述結(jié)構(gòu)中找到基地址(Base Address);
(4)將指令發(fā)出的地址作為位移(Effective Address)，與段描述結(jié)構(gòu)中規(guī)定的段長(zhǎng)度相比，看看是否越界;
(5)根據(jù)指令的性質(zhì)和段描述符中的訪問(wèn)權(quán)限來(lái)確定是否越權(quán);
(6)將指令中發(fā)出的地址作為位移，與基地址相加而得出線性地址(Linear Address)。
問(wèn)題： 1、邏輯地址就是CPU指令發(fā)出的地址，那么段選擇碼(Segment Selector)的值在哪里? 2、知道段選擇碼后，需要從描述符表(Descriptor Table)中找到相應(yīng)的表項(xiàng)，那怎么知道描述符表在內(nèi)存中哪個(gè)位置?
3 線性地址到物理地址的映射過(guò)程
X86 CPU線性地址到物理地址映射過(guò)程：
線性地址到物理地址映射過(guò)程如下：
(1)從CR3寄存器中獲取頁(yè)面目錄表(Page Directory)的基地址;
(2)以線性地址的Directory位段為下標(biāo)，在目錄(Page Directory)中取得相應(yīng)頁(yè)面表(Page Table)的基地址;
(3)以線性地址中的Table位段為下標(biāo)，在所得到的頁(yè)面表中獲得相應(yīng)的頁(yè)面描述項(xiàng);
(4)將頁(yè)面描述項(xiàng)中給出的頁(yè)面基地址與線性地址中的offset位段相加得到物理地址。
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