几种地址的理解

逻辑地址是指汇编后的地址，线性地址（虚拟地址）是指C代码中（汇编前的地址），物理地址是指实际的地址空间。

               

               段式管理                   页式管理

   逻辑地址----------->线性地址------------>物理地址

 

在16位的机器中，逻辑地址（偏移量）+基地址=物理地址 （寄存器为16位的，而地址总线为20根，所以16位地址<<4后得到一个基地址，再加上逻辑地址，得到最终的物理地址）。

 

在32位的机器中，段寄存器存放的是段地址的选择器，用该选择器从内存中得到一个32位的段地址，存储单元的物理地址就是该段地址加上段内偏移量。如下图所示：

 

 

 

 

如果32位的机器用上面的段式管理得到的是线性地址后，则再通过页式管理可以得到实际的物理地址了。页式管理如下图所示：

 

 

 

但是由于是32位的机子，所以段式管理中的基地址就为0，不需要通过段式管理（右移后扩展地址空间的方法）得到4G的线性地址空间（寄存器已经是32位的了），所以linux中基本不用段式管理，逻辑地址和线性地址（虚拟地址）是同一地址。只需要上面的页式管理即可得到对应物地址。

 

 

linux中采用虚拟内存技术，每个用户看到和接触到的都是虚拟地址，无法看到实际的物理地址。利用虚拟内存技术不但能起到保护操作系统的作用，更重要的是用户可使用比实际物理内存更大的物理地址空间。每个进程有4G的地址空间（3G的用户空间和1G的内核空间），用户空间对应的进程，每当进程切换，用户空间就会跟着变化。（注意内核空间是由内核负责映射的，它并不会跟着进程改变，是固定的，也就是内核映射的页表、页目录等信息时固定不变的。）

 

应用程序中的malloc（fork、excute、mmap等）都是申请的虚拟地址空间，实际的物理内存只有当进程真的去访问新获取的虚拟地址时，才会由请页机制产生缺页异常，从而进入分配实际页框的程序。（该异常是虚拟内存机制赖以存在的基本保证---它会告诉内核去为进程分配物理页，并建立对应的页表，这之后虚拟内存才实实在在的映射到了物理地址上。）因为每个进程的上图中页目录和页表都是不一样的，所以不同的进程，虽然虚拟地址可以相同，但是页机制后的物理地址都是不一样的。

这就可以理解，内存溢出，是所有的进程用到的虚拟地址被访问时分配到物理地址之和，超过的实际的物理内存，才会溢出。