保護模式下的邏輯地址，線性地址，實體地址

阿新 • • 發佈：2019-01-17

IA32保護模式中，邏輯地址＝16位段選擇子：32位偏移地址，具體的值應該是指令經過編譯/彙編產生的，如果是應用程式設計的話，編譯/彙編只產生偏移地址，段選擇子的值由系統分配。在定址時，16位段選擇子位於CS/SS/DS/ES/FS/GS暫存器中，32位偏移地址位於指令程式碼中。

邏輯地址如何轉換成線性地址，線性地址又如何轉換成實體地址？

（1）如果要確定某程式碼段中某變數的實際實體地址，首先要知道CS/SS/DS/ES/FS/GS的值（包含該程式碼段的段描述符在GDT中的偏移地址）和GDTR/LDTR暫存器值（包含GDT/LDT的基地址），可以從GDT中找出該程式碼段的段描述符，此段描述符中包含程式碼段的基地址。

該程式碼段的基地址（32位）+變數的偏移地址（32位）＝該變數的線性地址（32位）；

（2）如果該線性地址是4KB頁的，根據線性地址查詢某變數的實體地址可以理解為在圖書館找書：

某本書位置＝第x個書架 +第y層 +第z本

某線性地址＝第x頁表 +第y個頁 +偏移z處

結合CR3（包含頁目錄的基地址）及線性地址高10位（頁表在頁目錄中的偏移）可以找出第x頁表的基地址，再結合中間10位（頁在頁表中的偏移）找出第y個頁的基地址，再加上線性地址的低16位（頁內偏移地址，即偏移z處），也就是實際實體地址。

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PS：

CR0的第0位－PE：保護模式使能位，0時CPU工作於真實模式，定址方式為16位段基址*16+16位偏移地址，定址1M空間，段基址取決於段暫存器CS/SS/DS/ES/FS/GS的

內容，但與上面的描述無關。

CR0的第31位－PG：分頁使能位，1時定址如上描述，0時線性地址即實體地址，即不需要第（2）步的地址轉換。

相關暫存器及相關概念

CS/SS/DS/ES/FS/GS－－－－－Seg. Selector（段選擇子）

GDTR/LDTR－－－－－－－－－Seg. Descriptors（段描述符）、GDT/LDT(全域性描述符表/區域性描述符表）

CR3－－－－－－－－－－－－－頁目錄

頁表

頁

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主要參考資料：

從www.oldlinux.org下載的“IA32卷3：系統程式設計指南”中譯版，在此謝過譯者。