逻辑地址、线性地址、物理地址和虚拟地址的区别

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#平台 #x86

本文详细解释了计算机系统中不同类型的地址概念，包括物理地址、虚拟地址及逻辑地址，并阐述了MMU如何将逻辑地址转换为线性地址，以及paging unit如何进一步将线性地址映射为物理地址。

物理地址是最简单的了。就是指SDRAM的地址。例如ARM的平台上可能使用64M，物理地址就是从0x30000000到0x34000000

虚拟地址又被称为线性地址，32bit的整数表示0-4G的地址空间。

逻辑地址在X86中使用段:偏移的方式来表示指令或是数据的地址

 

MMU使用段单元把逻辑地址转为线性地址。paging unit把线性地址转为物理地址

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虚拟地址和物理地址之间的区别
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04-20 2064
虚拟地址和物理地址在概念上是抽象的，它们本身没有具体的形态，而是在计算机系统中的一种逻辑概念。虚拟地址：你可以将虚拟地址类比为信件上的收信地址，它是程序员或进程看到的地址，用于访问内存中的数据或指令。在计算机系统中，虚拟地址是由操作系统分配给进程的，每个进程都有自己的虚拟地址空间。虚拟地址可以被映射到物理地址，但它们本身并没有直接对应到实际的硬件上。物理地址：物理地址可以类比为信件实际所在的位置，它是内存中的实际地址，对应于内存芯片上的存储单元。物理地址是硬件直接访问的地址，用于实际读取或写入内存中的数据。
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### 逻辑地址、线性地址、虚拟地址和物理地址的区别 #### 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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