虛擬地址和實體地址的區別和聯絡

　　小編今天為大家分享了，歡迎大家前來閱讀。

　　CPU通過地址來訪問記憶體中的單元，地址有虛擬地址和實體地址之分，如果CPU沒有MMU***Memory Management Unit，記憶體管理單元***，或者有MMU但沒有啟用，CPU核在取指令或訪問記憶體時發出的地址將直接傳到CPU晶片的外部地址引腳上，直接被記憶體晶片***以下稱為實體記憶體，以便與虛擬記憶體區分***接收，這稱為實體地址***Physical Address，以下簡稱PA***，如下圖所示。

　　如果CPU啟用了MMU，CPU核發出的地址將被MMU截獲，從CPU到MMU的地址稱為虛擬地址***Virtual Address，以下簡稱VA***，而MMU將這個地址翻譯成另一個地址發到CPU晶片的外部地址引腳上，也就是將虛擬地址對映成實體地址，如下圖所示。

　　MMU將虛擬地址對映到實體地址是以頁***Page***為單位的，對於32位CPU通常一頁為4K。例如，虛擬地址0xb700 1000~0xb700 1fff是一個頁，可能被MMU對映到實體地址0x2000~0x2fff，實體記憶體中的一個物理頁面也稱為一個頁框***Page Frame***。

　　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。

　　虛擬記憶體***virtual memory***

　　這是對整個記憶體***不要與機器上插那條對上號***的抽像描述。它是相對於實體記憶體來講的，可以直接理解成“不直實的”，“假的”記憶體，例如，一個0x08000000記憶體地址，它並不對就實體地址上那個大陣列中0x08000000 - 1那個地址元素;

　　之所以是這樣，是因為現代作業系統都提供了一種記憶體管理的抽像，即虛擬記憶體***virtual memory***。程序使用虛擬記憶體中的地址，由作業系統協助相關硬體，把它“轉換”成真正的實體地址。這個“轉換”，是所有問題討論的關鍵。

　　有了這樣的抽像，一個程式，就可以使用比真實實體地址大得多的地址空間。***拆東牆，補西牆，銀行也是這樣子做的***，甚至多個程序可以使用相同的地址。不奇怪，因為轉換後的實體地址並非相同的。

　　——可以把連線後的程式反編譯看一下，發現聯結器已經為程式分配了一個地址，例如，要呼叫某個函式A，程式碼不是call A，而是call 0x0811111111 ，也就是說，函式A的地址已經被定下來了。沒有這樣的“轉換”，沒有虛擬地址的概念，這樣做是根本行不通的。

　　打住了，這個問題再說下去，就收不住了。

　　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。以上例，我們說的聯結器為A分配的0x08111111這個地址就是邏輯地址。

　　——不過不好意思，這樣說，好像又違背了Intel中段式管理中，對邏輯地址要求，“一個邏輯地址，是由一個段識別符號加上一個指定段內相對地址的偏移量，表示為 [段識別符號：段內偏移量]，也就是說，上例中那個0x08111111，應該表示為[A的程式碼段識別符號: 0x08111111]，這樣，才完整一些”

　　線性地址***linear address***或也叫虛擬地址***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。

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