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| Linux硬件-386的段页式寻址 |
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| 来源:
ChinaUnix博客 日期：
2008.04.10 18:07 (共有条评论) 我要评论 |
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说起来已经上过微机原理和计算机组成原理的课程了，可是知道现在才明白386体系中段页式内存寻址的具体过程，惭愧啊！
一、页目录表和页表
每个进程都有多个页表，里面存储的是线性地址和物理地址的对应关系，而页目录表是操作系统维护的，只有一张，里面存储的是各个进程的各个页表的地址。
二、全局描述符表和局部描述符表
局部描述符表是各个进程拥有的，里面存放的是其进程的各个段（代码段，数据段等）的段描述符。
全局描述符表在系统中只有一个，里面存放了三种内容：操作系统的各个段（代码段，数据段等）的段描述符，各个进程的局部描述符表（LDT）的段描述符，各个进程的进程状态表（TSS）的描述符。
也就是说，LDT存储着其进程的各个段的信息，而LDT本身的信息存在GDT中，恩，是这样的。
三、CR3,GDTR,LDTR.
CPU中为段页式管理设置了三个重要寄存器：CR3，GDTR，LDTR。其中，CR3保存的是页目录表的基地址，GDTR保存的是全局描述符表（GDT）的基地址，表长等GDT的信息，LDTR保存的是某个进程的局部描述符表的描述符的选择子（有点绕，也就是指向GDT中的某个LDT描述符）和对应描述符的内容（此内容不可见）。
四、虚拟地址向线性地址转换：
虚拟地址由16位的段选择子和32位的段内偏移地址组成的，其中16位的段选择子在程序装入的时候，被装在了六个段寄存器（cs,ds,ss等）中，cpu先通过GDTR找到GDT的基地址。如果该段描述符在GDT中（可以根据段寄存器的低位判断），则根据段寄存器中段选择子找到对应的段描述符，从而得到段的基地址；如果该段描述符在LDT中，则先根据LDTR在GDT中找到相应进程的LDT描述符，再在LDT中，根据段寄存器中的段选择子找到段描述符，从而得到段的基地址。找到段的基地址后，再和逻辑地址（虚拟地址）的低32位段内便宜地址相加的到32位线性地址。
五、线性地址向物理地址转换：
32位的线性地址中，高10位是页表号，中间10位是页号，最后12位是页内便宜地址。Cpu先根据CR3的到页目录表项表的基地址，然后在页目录项表中根据页表号找到页表的基地址，再在页表中根据页号找到页地址，最后在页中根据页内便宜地址找到对应的物理地址。
Ok！齐活了！但还要做一下说明，各个段寄存器中不光有16位的段选择子，还有隐藏不可见部分，这部分保存的是此段寄存器对应的段的基地址、段长等信息，其实就是一个缓冲的作用，在访问段的第一次的时候加载进去的，以后再寻址的时候，就不用再经过几次转换才能查到段基地址，可以从段寄存器中直接得到。同样的道理，LDTR中也不只是有局部描述符表的描述符选择子，还有对应的描述符表的基地址，表长的信息，同样也是在第一次访问某进程的局部描述符表时候加载进去的，起到缓冲作用，以后访问局部描述符表就不用再到GDT中找了。
本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u2/63273/showart_525875.html
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