《作業系統真象還原》——0.9 實體位址、邏輯位址、有效位址、線性位址、虛拟位址的差別

本節書摘來自異步社群《作業系統真象還原》一書中的第0章，第0.9節，作者：鄭鋼著，更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視

實體位址就是實體記憶體真正的位址，相當于記憶體中每個存儲單元的門牌号，具有唯一性。不管在什麼模式下，不管什麼虛拟位址、線性位址，cpu最終都要以實體位址去通路記憶體，隻有實體位址才是記憶體通路的終點站。

在實模式下，“段基址+段内偏移位址”經過段部件的處理，直接輸出的就是實體位址，cpu可以直接用此位址通路記憶體。

而在保護模式下，“段基址+段内偏移位址”稱為線性位址，不過，此時的段基址已經不再是真正的位址了，而是一個稱為選擇子的東西。它本質是個索引，類似于數組下标，通過這個索引便能在gdt中找到相應的段描述符，在該描述符中記錄了該段的起始、大小等資訊，這樣便得到了段基址。若沒有開啟位址分頁功能，此線性位址就被當作實體位址來用，可直接通路記憶體。若開啟了分頁功能，此線性位址又多了一個名字，就是虛拟位址（虛拟位址、線性位址在分頁機制下都是一回事）。虛拟位址要經過cpu頁部件轉換成具體的實體位址，這樣cpu才能将其送上位址總線去通路記憶體。

無論在實模式或是保護模式下，段内偏移位址又稱為有效位址，也稱為邏輯位址，這是程式員可見的位址。這是因為，最終的位址是由段基址和段内偏移位址組合而成的。由于段基址已經有預設的啦，要麼是在實模式下的預設段寄存器中，要麼是在保護模式下的預設段選擇子寄存器指向的段描述符中，是以隻要給出段内偏移位址就行了，這個位址雖然隻是段内偏移，但加上預設的段基址，依然足夠有效。

線性位址或稱為虛拟位址，這都不是真實的記憶體位址。它們都用來描述程式或任務的位址空間。由于分頁功能是需要在保護模式下開啟的，32位系統保護模式下的尋址空間是4gb，是以虛拟位址或線性位址就是0～4gb的範圍。轉換過程如圖0-5所示。