【发布时间】：2015-04-21 12:16:56
【问题描述】：
逻辑地址的用途是什么？ CPU为什么要生成逻辑地址？它可以直接访问可重定位的寄存器基地址并限制执行一个进程。为什么MMU要进行逻辑地址和物理地址的映射？
【问题讨论】：
标签： memory memory-address
【发布时间】：2015-04-21 12:16:56
【问题描述】：
为什么？
因为这为操作系统提供了一种安全管理内存的方法。
为什么需要安全的内存管理？
想象一下，如果没有逻辑寻址。所有进程都可以直接访问物理地址。多进程操作系统同时运行多个不同的程序。想象一下，您正在 MS Word 中编辑一个重要的字母，同时在最近发布的浏览器上听 YouTube 上的音乐。浏览器有问题，会将虚假值写入 Word 程序用来存储您对信件的编辑的一系列物理地址。所有这些信息都已损坏！
非常不受欢迎的情况。
操作系统如何防止这种情况发生？
维护分配给每个进程的物理地址的映射，并确保一个进程无法访问分配给另一个进程的内存！
显然，将实际物理地址暴露给程序并不是一个好主意。由于内存随后完全由操作系统处理，我们需要一个抽象，我们可以通过一个简单的 API 向进程提供它，使进程看起来像是在处理物理内存，但实际上所有分配都由操作系统处理。
虚拟内存来了！
【讨论】：
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那么逻辑地址的目的是什么？防止进程使用其他进程的内存？为什么不能通过使用物理地址来防止呢？
在执行时绑定中，MMU 会进行从逻辑地址到物理地址的映射，因为在这种类型的绑定中：
逻辑地址具体称为虚拟地址
地址实际上没有任何意义，因为它的存在是为了让用户以为它的进程有很大的内存。当映射发生时，地址实际上是有意义的，它们会得到一些存在于物理内存中的真实地址。
另外我想提一下，基址寄存器和限制寄存器是通过执行特权指令加载的，而特权指令是在内核模式下执行的，只有操作系统才能访问内核模式，因此 CPU 不能直接访问寄存器。
所以首先 CPU 会生成逻辑地址，然后操作系统的 MMU 会接管并进行映射。
【讨论】：
逻辑地址的需要是为了安全地管理我们的物理内存。 逻辑地址用于引用访问物理内存位置。 生成一个逻辑地址，以便用户程序永远不会直接访问物理内存，并且该进程不会占用另一个进程获取的内存，从而破坏该进程。 逻辑地址可以确保新进程不会占用任何其他进程占用的内存空间。
【讨论】：
进程的指令和数据到内存的绑定是在编译时、加载时或执行时完成的。只有当进程在其执行时间期间从一个内存段移动到另一个内存段时，逻辑地址才会出现。逻辑地址是进程的地址，在任何重定位发生之前（内存地址 = 10）。一旦一个进程发生重定位（移动到内存地址= 100），只是为了将cpu重定向到正确的内存位置=>内存管理单元（MMU），保持重定位地址和原始地址（100-10 = 90）之间的差异重定位寄存器（基址寄存器在这里充当重定位寄存器）。一旦 CPU 必须访问内存地址 10 中的数据，MMU 将 90（重定位寄存器中的值）添加到该地址，并从内存地址 100 中获取数据。
【讨论】：