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你的理解錯誤很多，居然將硬件的進(jìn)步說成是冗余,可惜了。
從硬件設(shè)計的角度來看！
物理地址: 內(nèi)存單元的編號,邏輯上是將將內(nèi)存單元按照一定的度量單位劃分,如字節(jié),字等,80x86 可以按字節(jié)也可以按字編址。所謂的總線只是一個存取通路，插座相當(dāng)于一個設(shè)備開關(guān)。地址空間是數(shù)據(jù)總線的寬度。
邏輯地址：也稱相對地址，是與絕對地址（物理地址）相對的一個概念，是相對與某一位置開始編址。她存在的意義是記住程序和數(shù)據(jù)的相對位置。一般定義為CPU通過地址總線發(fā)出的地址。 程序裝入到內(nèi)存后就通過相關(guān)的硬件，主要是地址的加法器與一個相對位置相加得到絕對地址。相對的位置是存在段表和頁表中的，通過相聯(lián)查找獲得。地址空間由用戶定義
虛擬內(nèi)存：說白了就是構(gòu)造一個滿足程序和用戶需要的空間。程序員不用擔(dān)心內(nèi)存不夠！也不用擔(dān)心地址問題。只要關(guān)心程序的邏輯順序，即邏輯地址。
虛擬地址：和邏輯地址是抽象和具體的關(guān)系，是邏輯地址的一個實例。
虛擬地址到物理地址變換：對于X86 目前有三種方式，頁式，段式，段頁式
頁式：
地址映像：
第一步 將用戶程序按頁的長度劃分，長度固定。 劃分了之后，就有了頁的起始地址
第二步 操作系統(tǒng)創(chuàng)建進(jìn)程時，先查全局的頁表，找了幾頁空閑的內(nèi)存，也就有了物理的頁的起始地址
第三步 操作系統(tǒng)創(chuàng)建頁表，一般有這么幾項，物理頁號， 用戶頁號 （ｏ－ｎ） 使用位等。 這樣就建立了虛擬地址到物理地址的映射關(guān)系了。
地址變換：硬件根據(jù)ｃｐｕ發(fā)出的邏輯地址（這里是虛擬地址）查表，得到物理的頁號（高位地址），將物理頁號加邏輯地址的地位（頁內(nèi)地址）就是物理地址了。一次查表，一次加法計算。比直接用物理地址編程效率要低很多。
段式：
虛擬地址劃分 用戶號+段號+段內(nèi)偏移
地址映像：
第一步 將用戶程序分段，長度不固定。 劃分了之后，就有了段的起始地址，和段的長度。
第二步 操作系統(tǒng)，根據(jù)段長申請內(nèi)存空間，也就有了段起始地址。
第三步 操作系統(tǒng)創(chuàng)建段表，一般有這么幾項，兩個段起始地址， 段長。 這樣就建立了邏輯段到物理段的映射關(guān)系了。
地址變換：INTEL X86是這樣的， 有段寄存器堆，即段選擇子，描述符是一致的。 先將段表基地址裝入 LDT，（這里討論的是一般用戶程序）,根據(jù)CPU 發(fā)出的邏輯地址得到段號， 加上LDT 當(dāng)中的段表基地址得到一個邏輯段到物理段的映射項，讀出物理段基地址，再加上段的偏移得到 物理地址 ，總共需要做兩次加法，一次查表， 效率更低。
段頁式: 即將程序中一段再分頁，需要一個段表，一個頁表，先查段表得到頁表基地址，然后再頁式變換。
對于這種三種變換方式的優(yōu)點： 簡化 編程，簡化系統(tǒng)設(shè)計，太多了，
總結(jié): 對內(nèi)核編程人員的建議: 先對程序劃分，再定義映射，設(shè)置寄存器，地址變換由硬件完成。 |
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樓主: 獨孤九賤
發(fā)表于 2008-01-21 11:22
