[操作系统] 分段

分段

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1. 为什么要使用分段

在分页系统中，虚拟内存都是一维的，虚拟地址从0到最大地址，一个地址接着另一个地址。但对于某些问题，例如，程一个程序可能存在多个表：程序正文表、符号表、变量表、语法表和堆栈表，其中的某几个表可能不可预计的增长或缩小。在一维存储器中，这5个表只能被分配到虚拟地址的连续块中。

很有可能，随着了程序的运行，两个表碰撞在一起，无法继续运行，但其实还有许多可用的空间。

所以我们可以在机器上使用多个互相独立的称为段的地址空间。每个段由一个从0到最大的线性地址序列构成。各个段的长度可以是0到某个允许的最大值之间的任何一个值。不同段的长度可以不同，并且可以在运行期间动态改变。

因为每个段都是独立的地址空间，所以它们的增长和减小不会影响其他的段。可以把段看成一个二维存储器，想要访问其中的地址，需要提供段号和段内地址。与页不同的是，段是一个逻辑实体。

除此之外，我们可以将程序中的每个过程放在不同的段中，这样即使在后来的版本中，过程改变了大小，也不会对其他过程造成影响。但在一维地址中，一个过程的修改，就会造成其他过程修改地址。

分段还有助于进程间的共享过程和数据，在分段中可以将共享库单独放入一个段中，从而不需要每个进程在地址空间中保存一份。并且每个不同的段可以有不同的保护类型。

2. 分段与分页的结合

如果一个分段过大，甚至大到无法整个保存在内存中。我们就需要对这个段进行分页。

参考书目：现代操作系统第三版