邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址
物理地址是明確的、最終用在總線上的編號。那么邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址怎么轉(zhuǎn)?學習啦小編為大家介紹邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址的解決方法。希望大家喜歡。
邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址參考如下
1. 物理地址和邏輯地址
物理地址:加載到內(nèi)存地址寄存器中的地址,內(nèi)存單元的真正地址。在前端總線上傳輸?shù)膬?nèi)存地址都是物理內(nèi)存地址,編號從0開始一直到可用物理內(nèi)存的最高端。這些數(shù)字被北橋(Nortbridge chip)映射到實際的內(nèi)存條上。物理地址是明確的、最終用在總線上的編號,不必轉(zhuǎn)換,不必分頁,也沒有特權級檢查(no translation, no paging, no privilege checks)。
邏輯地址:CPU所生成的地址。邏輯地址是內(nèi)部和編程使用的、并不唯一。例如,你在進行C語言指針編程中,可以讀取指針變量本身值(&操作),實際上這個值就是邏輯地址,它是相對于你當前進程數(shù)據(jù)段的地址(偏移地址),不和絕對物理地址相干。
為什么會有這兩種地址?
個人覺的原因在于邏輯地址分配更加靈活,可以允許不唯一,看起來也較為直觀,例如,一段代碼中分配數(shù)組,邏輯地址上是連續(xù)的,然而在物理地址上,這個數(shù)組所占用的頁可能分散開來,物理地址上就是不連續(xù)的,這樣對程序的可理解性上有影響。另外,有了邏輯地址這個概念,才能使用虛擬內(nèi)存技術。
CPU將一個虛擬內(nèi)存空間中的地址轉(zhuǎn)換為物理地址,需要進行兩步:首先將給定一個邏輯地址(其實是段內(nèi)偏移量,這個一定要理解!!!),CPU要利用其段式內(nèi)存管理單元,先將為個邏輯地址轉(zhuǎn)換成一個線程地址,再利用其頁式內(nèi)存管理單元,轉(zhuǎn)換為最終物理地址。
物理地址(physical address)
用于內(nèi)存芯片級的單元尋址,與處理器和CPU連接的地址總線相對應。
——這個概念應該是這幾個概念中最好理解的一個,但是值得一提的是,雖然可以直接把物理地址理解成插在機器上那根內(nèi)存本身,把內(nèi)存看成一個從0字節(jié)一直到最大空量逐字節(jié)的編號的大數(shù)組,然后把這個數(shù)組叫做物理地址,但是事實上,這只是一個硬件提供給軟件的抽像,內(nèi)存的尋址方式并不是這樣。所以,說它是“與地址總線相對應”,是更貼切一些,不過拋開對物理內(nèi)存尋址方式的考慮,直接把物理地址與物理的內(nèi)存一一對應,也是可以接受的。也許錯誤的理解更利于形而上的抽像。
虛擬內(nèi)存(virtual memory)
這是對整個內(nèi)存(不要與機器上插那條對上號)的抽像描述。它是相對于物理內(nèi)存來講的,可以直接理解成“不直實的”,“假的”內(nèi)存,例如,一個0x08000000內(nèi)存地址,它并不對就物理地址上那個大數(shù)組中0x08000000 - 1那個地址元素;
之所以是這樣,是因為現(xiàn)代操作系統(tǒng)都提供了一種內(nèi)存管理的抽像,即虛擬內(nèi)存(virtual memory)。進程使用虛擬內(nèi)存中的地址,由操作系統(tǒng)協(xié)助相關硬件,把它“轉(zhuǎn)換”成真正的物理地址。這個“轉(zhuǎn)換”,是所有問題討論的關鍵。
有了這樣的抽像,一個程序,就可以使用比真實物理地址大得多的地址空間。(拆東墻,補西墻,銀行也是這樣子做的),甚至多個進程可以使用相同的地址。不奇怪,因為轉(zhuǎn)換后的物理地址并非相同的。
——可以把連接后的程序反編譯看一下,發(fā)現(xiàn)連接器已經(jīng)為程序分配了一個地址,例如,要調(diào)用某個函數(shù)A,代碼不是call A,而是call 0x0811111111 ,也就是說,函數(shù)A的地址已經(jīng)被定下來了。沒有這樣的“轉(zhuǎn)換”,沒有虛擬地址的概念,這樣做是根本行不通的。
邏輯地址(logical address)
Intel為了兼容,將遠古時代的段式內(nèi)存管理方式保留了下來。邏輯地址指的是機器語言指令中,用來指定一個操作數(shù)或者是一條指令的地址。以上例,我們說的連接器為A分配的0x08111111這個地址就是邏輯地址。
——不過不好意思,這樣說,好像又違背了Intel中段式管理中,對邏輯地址要求,“一個邏輯地址,是由一個段標識符加上一個指定段內(nèi)相對地址的偏移量,表示為 [段標識符:段內(nèi)偏移量],也就是說,上例中那個0x08111111,應該表示為[A的代碼段標識符: 0x08111111],這樣,才完整一些”
線性地址(linear address)或也叫虛擬地址(virtual address)
跟邏輯地址類似,它也是一個不真實的地址,如果邏輯地址是對應的硬件平臺段式管理轉(zhuǎn)換前地址的話,那么線性地址則對應了硬件頁式內(nèi)存的轉(zhuǎn)換前地址。