利用bochs將邏輯地址轉化為實體地址理解作業系統的分段分頁機制
在步入正題前，我們先來了解幾個概念：邏輯地址、線性地址、虛擬地址、實體地址。 邏輯地址(logical address)：Intel為了相容，將遠古時代的段式記憶體管理方式保留了下來。邏輯地址指的是機器語言指令中，用來指定一個運算元或者是一條指令的地址。 線性地址/虛擬地址(linear address/virtual address)：跟邏輯地址類似，它也是一個不真實的地址，如果邏輯地址是對應的硬體平臺段式管理轉換前地址的話，那麼線性地址則對應了硬體頁式記憶體的轉換前地址。 實體地址(physical address)：用於記憶體晶片級的單元定址，與處理器和CPU連線的地址匯流排相對應。——這個概念應該是這幾個概念中最好理解的一個，但是值得一提的是，雖然可以直接把實體地址理解成插在機器上那根記憶體本身，把記憶體看成一個從0位元組一直到最大空量逐位元組的編號的大陣列，然後把這個陣列叫做實體地址，但是事實上，這只是一個硬體提供給軟體的抽像，記憶體的定址方式並不是這樣。所以，說它是“與地址匯流排相對應”，是更貼切一些，不過拋開對實體記憶體定址方式的考慮，直接把實體地址與物理的記憶體一一對應，也是可以接受的。也許錯誤的理解更利於形而上的抽像。 相關概念可以參考：[邏輯地址、線性地址、實體地址和虛擬地址](http://www.cnblogs.com/diyingyun/archive/2012/01/03/2311327.html) 下面我們利用bochs說說作業系統的段頁式轉換：（本文程式在windows下進行） 關於Bochs的配置這裡就不贅述，網上有很多教程！ 首先在Bochs-2.1.1/linux-0.11-devel-040329下執行run.bat得到
記憶體除錯視窗：
程式執行視窗：
（1）在記憶體除錯視窗中輸入c後
在程式執行視窗中寫main.c檔案,gcc –o main main.c編譯 執行main
程式程式碼如下：
#include <stdio.h>
int main()
{
static int a = 1;
int b = 6;
int c = 10;
printf("&a:0x%x\n",&a);
while(a);
printf("Program exit!\n");
return 0;
}執行結果為：
此時，程式阻塞到while(a);處。
我們的目標是將a的值修改為0，從而可以使程式執行通過。
（2）將記憶體除錯視窗 ctrl+c跳出：
（3）info cpu(dump_cpu)檢視cpu暫存器內容
變數a的值存在資料段，因此通過cpu的資料段暫存器ds的當前值作為段式對映的“選擇碼”，也就是用它作為段描述表中下標。
ds:s=0x17 轉化為二進位制：0000 0000 0001 0111
我們可以看出index = 2，TI = 1（LDT 區域性描述符表），RPL = 3
ldtr:0x68 轉化為二進位制：0000 0000 0110 1000
同上 index = 13,TI = 0(GDT 全域性描述符表),RPL = 0
gdtr:base=0x5cb8(段基址)
（4）xp /2wx 0x5cb8+13*8通過段基址+下標找出LDT（區域性描述符表）的地址
段描述符表的結構圖如下：
根據段描述符表的結構分析可知LDT的入口地址是：0x00fad2d0
（5）xp /2wx 0x00fad2d0+2*8 通過段基址+偏移量得到線性地址
根據段描述符表的結構得到線性地址的基地址0x10000000，而a的地址0x3004，因此可得到a的線性地址為：0x10003004
calc ds:0x3004檢視a的實際線性地址：
由此可確認a的線性地址確實為：0x10003004
至此，分段結束。
（6）分頁開始，分頁機制如下圖所示：
將線性地址0x10003004，二進位制為0001 0000 0000 0000 0011 0000 0000 0100
按10、10、12位劃分， 0001000000 0000000011 000000000100可得
Director = 64 Table = 3 Offset = 4
首先檢視cr0：0x80000001b最高位為1，說明支援分頁機制；
再檢視cr3: 0x0
xp /wx 0x0+64*4根據cr3和Director得到頁目錄索引：
頁目錄索引的有效位為高20位，即0x00faa000，與Table可得到頁表索引：
頁表索引的有效位也是高20位，即0x00fa9000，與Offset可得到實際的實體地址：
即a的實體地址為0x00fa9004
（7）最後setpmem 0x00fa9004 4 0x0將a的值修改為0，使得程式可以通過。
通過xp /wx 0x00fa9004檢視a的值已被修改為0
（8）c 繼續執行發現程式執行視窗的程式結束：
完！！！
順便再說一下邏輯地址、線性地址、虛擬地址、實體地址的區別和聯絡
就針對本例子來說：
邏輯地址：0x3004
線性地址（虛擬地址）：0x10003004
實體地址：0x00fa9004
未分段前，邏輯地址=線性地址=虛擬地址，通過MMU分頁後轉化為實體地址
Linux下，邏輯地址與線性地址保持一致，因為所有的線性地址都是從0x00000000開始的。
線性地址=0x00000000（相當於基址）+邏輯地址（相當於偏移量）
如果沒有分頁機制，實體地址=邏輯地址
這下真的說完了，如有偏頗，希望同仁批評指正，謝謝！