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分类： LINUX
2012-12-03 23:26:30
通过对《深入理解LINUX》第二章有关内存寻址方面的内容的阅读以及相关资料的查阅，对内存寻址及管理方面有了初步的认识。
1. 内存寻址主要任务：将逻辑地址转换为物理地址。
逻辑地址：包含在机器语言指令中用来指定一个操作数或一条指令的地址。
线性地址：一个32位无符号整数，也称虚拟地址。
物理地址：用于内存芯片级内存单元寻址，与从微处理器的地址引脚发送到内存总线上的电信号相对应。
逻辑地址---通过分段单元－线性地址----通过分页单元---》物理地址
2. 在多处理器系统中，所有CPU都共享同一内存，这意味着，RAM芯片可以由独立的CPU并发地访问。由于RAM芯片上的读或写操作必须串行地执行，因此一种所谓内存仲裁器的硬件电路插在总线和每个RAM芯片之间，其作用是如果某一个RAM芯片空闲，就准予一个CPU访问，如果该芯片忙于为另一个处理器提出的请求服务，就延迟这个CPU的访问。
3. 内存寻址的工作是由Linux内核和MMU共同完成的，其中Linux内核负责cr3，gdtr等寄存器的设置，页表的维护，页面的管理，MMU则进行具体的映射工作。
4. 硬件MMU，通过分段单元的硬件电路把一个逻辑地址转换成线性地址，再通过分页单元把线性地址转换成物理地址。
5. 分段
有6个段寄存器：cs，ss，ds，es，fs，gs。
其中cs 代码段寄存器，指向包含程序指令的段（一个进程中）
重要：两位字段CPL（Current Privilege Level），为0表示最高优先级，为3表示最低优先级。Linux只用0级 和 3级，分别称为 内核态、用户态。
ss 栈段寄存器，指向包含当前程序栈的段（一个进程中）
ds 数据段寄存器，指向包含静态数据或任意的数据段（一个进程中）
其他三个寄存器做一般用途，可以指向任意的数据段。
分页
1） 常规分页：
32位被分为3个域,Directory（高10位），Table（中间10位），Offset（最低12位）。
2）扩展分页
允许页框大小是 4MB，（之前是4Kb）
Directory：高10位
Offset：低22位
PAE（physical Address Extend）。
3）Linux中的分页
页全局目录（Page Global Directory）
页上级目录（Page Upper Directory）
页中间目录（Page Middle Directory）
页表（Page Table）
偏移（Offset）
进程页表：从0x0000 0000 到 0xbfff ffff，用户态、内核态都可以寻址
0xc000 0000 到 0xffff ffff，（3G~ 4G-1），只有内核态进程才能寻址。
0xc000 0000 （3G）这个值PAGE_OFFSET的值。进程在线性地址空间的偏移量。也是内核生存空间的开始之处。
Linux在初始化阶段一般是将896MB的RAM窗口 映射到 内核线性地址空间。（所以程序对RAM分<896MB, 896MB<= x <=4096Mb,x>4096Mb)
问题：
分段和分页的主要区别，因为感觉它们好像差不多。
虚拟地址为什么可以保护操作系统？
ＬＩＮＵＸ内核安装在ＲＡＭ中从物理地址０ｘ００１００００开始的地方，也就是从第二个ＭＢ开始，那为什么不从第一个ＭＢ开始呢？