操作系统实现之路重要概念解析

在上面的介绍中，涉及逻辑地址等几个重要的概念，这几个概念在IA32的内存管理体系中十分重要，因此在本节中再次强调一下：

●逻辑地址：段选择子和段内偏移一起组成逻辑地址。逻辑地址是CPU内的“第一层”地址，任何内存的访问，都是以逻辑地址的形式给出的，比如，内存中的代码，其逻辑地址是由CS寄存器存储的代码段选择符和EIP寄存器存储的指令指针（位置）共同组成的。CPU在读取内存中的指令时，首先通过CS寄存器的影子部分获得段基地址，然后与EIP寄存器的指令偏移组合，形成逻辑地址，可以看出，逻辑地址是48位的（16位的段选择符和32位的段内偏移）。

●有效地址（Effective Address）：在IA32构架的内存管理机制中，把段内偏移称为有效地址。LEA指令操作的就是有效地址。

●线性地址：段选择子与段内偏移共同组成了逻辑地址，由段选择子可以唯一确定一个段描述符，进而确定一个特定的段，在段描述符内，存储了该段的基地址，线性地址就是段基地址与段偏移相加形成的地址。线性地址是32位的，线性地址与逻辑地址的关系并不是一对一的，一个逻辑地址对应唯一的一个线性地址，而一个线性地址却可能对应多个逻辑地址。需要注意的是，线性地址是CPU内部的第二层地址，也可以理解为CPU的地址空间。

●物理地址：物理地址就是CPU可以通过地址总线直接寻址的地址。需要注意的是，线性地址并不是物理地址，CPU根据逻辑地址获得线性地址后，并不是根据线性地址直接通过地址总线进行寻址的，而是把线性地址再次变换成物理地址，然后通过地址总线寻址。这个线性地址到物理地址的变换，就是分页机制，因此，在不启用分页机制的情况下，线性地址与物理地址是一一对应的，即线性地址就是物理地址；但若启用了分页机制，则CPU根据线性地址查找页目录和页表，获得物理地址，再通过地址总线进行寻址。图5-4示意了上述各地址之间的关系。(www.xing528.com)

图5-4 各地址概念之间的关系

还存在一种“虚拟地址”的概念，在IA32构架的CPU中并没有引入该概念，但虚拟地址的概念却经常出现，本书也把线性地址叫做虚拟地址。