Linux中地址概念====虚拟地址、逻辑地址、线性地址、物理地址

 

虚拟地址、逻辑地址、线性地址、物理地址区别

逻辑地址存储单元的地址可以用段基值和段内偏移量来表示,段基值确定它所在的段居于整个存储空间的位置,偏移量确定它在段内的位置,这种地址表示方式称为逻辑地址。8086体系的CPU一开始是20根地址线, 寻址寄存器是16位, 16位的寄存器可以访问64K的地址空间, 如果程序要想访问大于64K的内存, 就要把内存分段, 每段64K, 用段地址+偏移量的方法来访问 。386CPU出来之后, 采用了32条地址线, 地址寄存器也扩为32位, 这样就可以不用分段了, 直接用一个地址寄存器来线性访问4G的内存了. 这就叫平面模式.

线性地址:又叫虚拟地址,是一个32位无符号整数,可以用来表示高达4GB的地址,跟逻辑地址类似,它也是一个不真实的地址,如果逻辑地址是对应的硬件平台段式管理转换前地址的话,那么线性地址则对应了硬件页式内存的转换前地址。

物理地址:用于内存芯片级的单元寻址,与处理器和CPU连接的地址总线相对应。

注意:

1.CPU将一个虚拟内存空间中的地址转换为物理地址,需要进行两步:首先将给定一个逻辑地址(其实是段内偏移量,这个一定要理解!!!),CPU要利用其段式内存管理单元,先将为个逻辑地址转换成一个线性地址,再利用其页式内存管理单元,转换为最终物理地址。

逻辑地址----段式内存管理单元----线性地址----页式内存管理单元----物理地址

这样做两次转换,的确是非常麻烦而且没有必要的,因为直接可以把线性地址抽像给进程。之所以这样冗余,Intel完全是为了兼容而已。

2.在linux平台下,线性地址=虚拟地址=逻辑地址

3.只有在Intel实模式下,逻辑地址才和物理地址相等(因为实模式没有分段或分页机制,Cpu不进行自动地址转换),逻辑地址也就是在Intel保护模式下程序执行代码段限长内的偏移地址(假定代码段、数据段如果完全一样)。

 

逻辑地址:相对于进程4G空间来说的,为了隔离物理地址与程序直接交互,减轻程序员的负担。通过段映射,页映射可以转换成物理地址。

 

物理地址:就是CPU通过地址总线发送的信号,可以连接到实际内存。

 

虚拟地址:就是为了在小内存的系统中运行大的应用程序而出现的一种机制。这里就牵涉到了页中断,就是在某个进程不用的时候,把其中的内存存放到硬件中,等需要使用的时候,产生一个页中断把它重新调回到内存中。当然,它牺牲了时间。典型的“以时间换空间”的做法。

 

但是总线地址是个什么概念呢?

它出现的理由是什么啊! 区别的标准是什么呢?

 

通过google的search发现有个解释还不错。原文如下:

PCI设备总线地址与CPU物理地址的区别
1 域的概念
之所以把PCI设备和CPU加红色高亮,是因为这里有个域的概念对理解总线地址和物理地址很重要,区分这两个域是理解两个地址的基础。
PCI设备域包括: PCI设备,PCI设备上的DMA Enginer, CPU端的DMA 控制器。
CPU域包括: CPU

2 物理地址到总线地址的映射
物理地址和总线地址一一映射,而且在绝大多数平台上,为了简便,总线地址和物理地址起始地址也是一样的。虽然方便,但是很多开发者弄不清楚某个具体值到底是物理地址还是总线地址。有了域的概念,就好理解多了,如设备的PCI config space 中的BAR地址就是总线地址,因为它是给设备用的。而调用kernel API pci_resource_start(dev,...) 返回的值则是CPU域的物理地址。

 

=========================完===================================

我的理解就是,物理地址一般与CPU有关系,是给CPU指令使用的。而总线地址主要是给设备使用的,是设备中的一些内存资源。如果要CPU的物理地址连接上设备上的总线地址就需要使用mmapi映射,这样就能将物理地址与总线地址链接在一起。

 

也不知道我这样理解对么?  不管对与错,先把我自己的观点抛出来在说。

 

以上转载,自己稍作修改.

 

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