逻辑地址、虚拟地址、线性地址、物理地址

逻辑地址、虚拟地址、线性地址、物理地址的区别:

虚拟地址:

在保护模式下,虚拟地址由段选择子+段内偏移量组成。利用段选择子可以获取到段描述符,再从段描述符中取得段的基地址。也就是说虚拟地址就是xxxx:yyyy yyyy这玩意儿。而在实模式下,也是这样,只是对应的xxxx的意义发生了改变,xxxx就代表了段基址,而不需要再经过刚才的过程去获取。(如果对该过程感兴趣请参考上一篇博文)在分页机制下,cpu生成的地址就是虚拟地址,再通过mmu转换成物理地址。

物理地址:

物理地址代表了数据在物理内存中真实的位置。如果未启用分页机制,那么虚拟地址通过段基址+段内偏移得到的值就是真实的物理地址,如果启用了分页机制,得到的值就是下面要说的线性地址。

线性地址:

段基址+段内偏移得到的值就是线性地址。启用了分页机制的条件下,如果想通过线性地址得到物理地址,那么就要用分页机制里面的转换方法来获取物理地址。

逻辑地址:

逻辑地址和虚拟地址很相似,而且各种书中对这两者的定义也有所不同,比如:
LDD(《Linux设备驱动程序》) 15.1.1书中说道:”ALL logical addresses are kernel virtual addresser,but mang kernel virtual addresses are not logical address.For example,memory allocated by vmalloc has a virtual address(but no direct physical mapping)”。意思就是所有的逻辑地址都是内核虚拟地址,但是大多数内核虚拟地址不是逻辑地址。比如,vmalloc分配的内存有虚拟地址(但是没有直接物理映射)。
但是其它书中又有提到逻辑地址是由程序产生的段内偏移地址。经过自己理解,我认为虚拟地址就是经过分页地址形成的空间,而逻辑地址即段内或者页内偏移地址。也就是说,逻辑地址只是虚拟地址的一个子集。

### 逻辑地址线性地址虚拟地址物理地址的区别 #### 逻辑地址 逻辑地址也被称为有效地址或段内偏移地址,在任何CPU模式下都存在。它由程序产生的相对某个段寄存器的偏移量构成。例如,在实模式下的汇编指令 `mov ax, [0x7c00]` 中,`0x7c00` 就是一个逻辑地址[^3]。 #### 线性地址 当启用了分页机制时,线性地址作为从逻辑地址转换至物理地址过程中的过渡形式出现;而在未启用分页的情况下,则直接充当物理地址的角色。具体来说,线性地址是由逻辑地址(即段内的偏移地址)加上相应的段基址计算得出的结果。对于支持此特性的处理器架构而言,比如 Intel 80386 处理器家族成员所定义的最大可寻址范围可达4GB (2^32)[^2]。 #### 虚拟地址 在现代操作系统中广泛采用的一种抽象概念——虚拟地址实际上指的是应用程序视角下的线性地址。这意味着每个独立执行单元(如进程)都被赋予了一套统一而连续的地址区间供其自由支配,即使这些区域可能映射到了不相邻甚至散布于整个系统的不同部分的真实存储资源上。因此,借助这种间接层次的设计理念,软件开发者可以更加方便地编写代码而不必关心底层硬件细节[^4]。 #### 物理地址 最终被用来真正定位RAM芯片内部特定字节位置的信息便是所谓的物理地址。它是经过一系列复杂的变换流程之后得到的实际可用数值,用于指示具体的内存单元所在之处。只有在这个阶段,计算机才能确切知道要读取或写入的数据究竟位于哪里[^1]。 ```cpp // 示例:展示如何获取当前平台上的页面大小 #include <unistd.h> longpagesize=getpagesize(); printf("Page size:%ld\n",pagesize); ```
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