段页式内存管理

在8086中

由于cpu有20位的地址总线，可寻址2^20=1M内存，而内部寄存器只有16位寻址方式，所以intel设计了段：偏移的方式来寻址。

段地址寄存器左移4位加上偏移即为物理地址。

8086中不存在页的概念，所以这种方式直接的到了物理地址。

把段：偏移称为逻辑地址。

80X86中地址总线为32位，可寻址4G，

80X86增加了保护模式，而它又由于需要兼容8086所以使用了分段和分页两种方式寻址。

逻辑地址-分段->线性地址-分页->物理地址

逻辑地址仍然采用段：偏移的方式来寻址，只不过这里的段内部结构已不同，它是GDT或者LDT中的一个索引。GDT或LDT中的一个项称为段描述符，有32位的基址和20位的界限以及一些属性，可以描述基址为0～4G，界限为0～1M或0～4G范围内的一个段(由描述符的G位确定)，加上偏移，成为线性地址。

以寻代码段为例，逻辑地址CS：OFFSET到线性地址的转化如下：

根据CS中的指示位TI从gdtr或ldtr中找到gdt或ldt的基址，并索引到一个描述符，根据描述符找到这个段，段基址+OFFSET即为所要寻找的地址。

线性地址LINEAR_ADDR到物理地址的转化，假设使用二级页表：

在控制寄存器cr3中找到PDE表(4B*1024)基址，取LINEAR_ADDR高10位为索引找到一个PDE项，PDE指向一个PTE表(4B*1024)基址，取LINEAR_ADDR中间的10位在这个PTE表中作为索引找到一个PTE，这个PTE指向了一个物理页框，此物理页基址+LINEAR_ADDR低12位即得到物理地址。

三、 实验心得

深刻理解计算机内的内存管理是理解计算机工作的核心之一，虚拟内存，高速缓存，内存i/o，内存映射，mmu，DMA，缺页中断，用户空间，内核空间，共享内存，高端内存，运行特权级，多任务的切换，内存的分配算法诸多的概念都与内存有关，内存管理的好坏很大程度上决定了系统的性能。

linux采用突发式内存分配，当一个进程来到时，系统会尽可能多的分配内存来满足进程的要求，这使的进程的运行效率极高，大大提高了系统的运行速度。
为了兼容8086的地址格式段：偏移，x86可以采用分段与分页两种机制，实际上两种机制存在一定的冗余，在linux中为了更好的移植性和更方便的内存管理，尽量不使用分段而是分页。

linux中只设置了四个段，内核代码段，内核数据段，用户代码段，用户数据段，位于GDT中，对每一个进程而言，在GDT中有两项：TSS描述符和LDT描述符。

用户的线性地址空间为0～3G，内核的线性地址空间为3～4G。

其中又主要分成3部分，MEM_DMA：0~16M，用于DMA传输MEM_NORMAL：16～896M，用于映射至内核空间，MEM_HIGH：映射至用户空间。