【发布时间】：2010-12-17 12:28:38
【问题描述】：
谁能告诉我C语言中far指针和near指针的区别？
【问题讨论】：
【发布时间】：2010-12-17 12:28:38
【问题描述】：
在 16 位 x86 分段内存架构上，四个寄存器用于引用各自的段：
- DS → 数据段
- CS → 代码段
- SS → 堆栈段
- ES → 额外段
此架构上的逻辑地址写为segment:offset。现在回答这个问题：
Near 指针（作为偏移量）指向当前段。
远指针使用段信息和偏移量来指向跨段。因此，要使用它们，必须将 DS 或 CS 更改为指定的值，内存将被取消引用，然后 DS/CS 的原始值恢复。请注意，对它们的指针运算不会修改指针的段部分，因此溢出偏移量只会将其环绕。
然后是巨大的指针，它们被规范化为具有给定地址的最高段（与远指针相反）。
在 32 位和 64 位架构上，内存模型使用不同的段，或者根本不使用。
【讨论】：
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如果你解释什么是段（以及一个偏移量），这会更清楚。 DOS 使用的“段”有点神秘，恕我直言。
由于没有人提到 DOS，让我们忘记旧的 DOS PC 计算机，从一般的角度来看这个。然后，非常简化，它是这样的：
任何 CPU 都有一条数据总线，这是 CPU 在一条指令中可以处理的最大数据量，即等于其寄存器的大小。数据总线宽度以位表示：8位，或16位，或64位等。这就是术语“64位CPU”的来源——它指的是数据总线。
任何 CPU 都有一条地址总线，也有一定的总线宽度，以位表示。 CPU 可以直接访问的计算机中的任何内存单元都有唯一的地址。地址总线足够大，可以覆盖您拥有的所有可寻址内存。
例如，如果一台计算机有 65536 字节的可寻址内存，您可以用 16 位地址总线覆盖这些内存，2^16 = 65536。
大多数情况下，但并非总是如此，数据总线宽度与地址总线宽度一样宽。如果它们的大小相同，那就太好了，因为它使 CPU 指令集和为其编写的程序都更清晰。如果 CPU 需要计算一个地址，如果该地址足够小以适合 CPU 寄存器（在涉及地址时通常称为索引寄存器），则会很方便。
非标准关键字 far 和 near 用于描述系统上的指针，您需要在这些系统上寻址超出正常 CPU 地址总线宽度的内存。
例如，具有 16 位数据总线的 CPU 也具有 16 位地址总线可能会很方便。但同一台计算机可能还需要超过 2^16 = 65536 字节 = 64kB 的可寻址内存。
然后，CPU 通常会有特殊指令（稍微慢一些），使其能够寻址超过 64kb 的内存。例如，CPU 可以将其大内存划分为npages（有时也称为 banks、segments 和其他此类术语，可以从一个 CPU 到另一个 CPU 的含义不同），其中每页为 64kB。然后它将有一个“页面”寄存器，在寻址该扩展存储器之前必须先设置该寄存器。同样，在扩展内存中的子程序调用/返回时也会有特殊的指令。
为了让 C 编译器在处理此类扩展内存时生成正确的 CPU 指令，发明了非标准的 near 和 far 关键字。非标准，因为它们没有被 C 标准指定，但它们是事实上的行业标准，几乎每个编译器都以某种方式支持它们。
far 指的是位于扩展内存中的内存，超出了地址总线的宽度。由于它指的是地址，因此您通常在声明指针时使用它。例如：int * far x; 的意思是“给我一个指向扩展内存的指针”。然后编译器就会知道它应该生成访问这些内存所需的特殊指令。同样，使用far 的函数指针将生成特殊指令以跳转到/从扩展内存返回。如果你不使用far，那么你会得到一个指向正常的、可寻址内存的指针，而你最终会指向完全不同的东西。
near主要是为了和far保持一致而包含的；它指的是可寻址内存中的任何内容，相当于常规指针。所以它主要是一个无用的关键字，除了一些你想确保代码放在标准可寻址内存中的极少数情况。然后，您可以将某些内容显式标记为near。最典型的情况是编写中断服务程序的低级硬件编程。它们由硬件从具有固定宽度的中断向量调用，该宽度与地址总线宽度相同。这意味着中断服务程序必须在标准的可寻址内存中。
far 和 near 最著名的用法可能是上面提到的旧 MS DOS PC，它现在被认为是相当古老的，因此没什么兴趣。
但是这些关键字也存在于更现代的 CPU 上！最值得注意的是在嵌入式系统中，市场上几乎所有 8 位和 16 位微控制器系列都存在这些微控制器，因为这些微控制器通常具有 16 位的地址总线宽度，但有时内存超过 64kB。
当您有一个 CPU 需要在地址总线宽度之外寻址内存时，您将需要 far 和 near。通常，此类解决方案是不受欢迎的，因为在它们上编程并始终考虑扩展内存是相当痛苦的。
推动开发 64 位 PC 的主要原因之一实际上是 32 位 PC 已经到了内存使用量开始达到地址总线限制的地步：它们只能寻址 4GB内存。 2^32 = 42.9 亿字节 = 4GB。为了能够使用更多的 RAM，选择要么求助于像 DOS 时代那样繁重的扩展内存解决方案，要么将计算机（包括它们的地址总线）扩展到 64 位。
【讨论】：
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“用于描述系统上的指针，在这些系统中，您需要对超出正常 CPU 地址总线宽度的内存进行寻址”——不，8086 有一个 20 位地址总线。内存分段是关于在不扩大指针大小的情况下生成更宽的地址。 “这就是术语“64 位 CPU”的来源——它指的是数据总线。 — 不，它指的是整数寄存器宽度。数据总线通常更宽，L1 高速缓存能够加载 128 位的 SIMD 寄存器，更高级别的内存层次结构更宽。地址总线通常更窄； MMU 可能没有 64 位物理地址空间。
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推动64位PC开发，见Linus Torvalds about PAE。
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时不时你会发现编写的代码非常关注可移植性，以至于它们在
near和far仍然是关键字的编译器周围工作。所以你会发现像3D projection matrices withhitherandyonclipping planes...
【讨论】：
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我相信某些操作系统在 32 位系统上可以访问超过 4GB 的内存。在这种情况下，这种扩展指针类型是必要的。但是，操作系统很少允许用户模式应用程序在这样的环境中访问超过 4GB 的空间。
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是的。这是因为 x86 物理地址总线对于 32 位机器来说是 36 位宽的。但是逻辑地址空间仍然限制在 32 位。 PAE 扩展使“额外”内存可用（实际上是通过 bankswitching，IIRC）真正的问题是 MMU 或多或少被排除在外（没有 mmap、COW 等）。但是内存可以用作自己缓冲的应用程序的磁盘缓冲区。或处理银行切换和 MMU 操作的操作系统。
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PAE 使用 MMU 的 PTE 中的额外位来处理页框信息的四个额外位。据我所知，没有银行转换。
指针基本上保存地址。众所周知，Intel内存管理分为4段。 因此，当指针指向的地址在同一段内时，它是一个近指针，因此它只需要 2 个字节的偏移量。 另一方面，当指针指向段外（即在另一个段中）的地址时，该指针就是远指针。它由 4 个字节组成：两个用于段，两个用于偏移。
【讨论】：
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欢迎来到 StackOverflow。当您从几年前看到这样的问题并获得了相当多的赞成票时，当然仍然允许回答该问题，但只有在您的答案写得很好，并提供了其他答案都没有提供的准确的新信息。我不确定您的回答是否符合该标准。
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'Intel内存管理分为4段'？可能有 4 个段寄存器（我不确定），但有很多超过 4 个段。您还没有真正解释这对于 16 位系统是如何工作的，其中段和偏移量是必要的。然后，您应该涵盖 32 位系统，并提及 64 位系统是否有任何显着不同（而不仅仅是更大）的特征。
四个寄存器用于引用 16 位 x86 分段内存架构上的四个段。 DS（数据段）、CS（代码段）、SS（堆栈段）和ES（额外段）。这个平台上的一个逻辑地址是segment:offset，十六进制。
Near 指针（作为偏移量）指向当前段。
远指针使用段信息和偏移量来指向跨段。因此，要使用它们，必须将 DS 或 CS 更改为指定的值，内存将被取消引用，然后 DS/CS 的原始值恢复。请注意，对它们的指针运算不会修改指针的段部分，因此溢出偏移量只会将其环绕。
然后是巨大的指针，它们被规范化为具有给定地址的最高段（与远指针相反）。
在 32 位和 64 位架构上，内存模型使用不同的段，或者根本不使用。
【讨论】：
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这些寄存器实际上用于不同的目的。正如您提到自己的代码，数据，堆栈，额外寄存器。当然也有 AX,BX,DX,CX。但是 CS 用于 CODE，DS 用于 DATA，SS 用于 Stack，ES 用于扩展现有数据和代码变量。 DOS 时代的 AX/BX/CX/DX 非常重要。与任何其他寄存器一样。当调用中断函数 (INT) 时，其中很多都依赖于实际的注册表值。
在 DOS 中处理寄存器有点有趣。和细分市场。所有关于 RAM 的最大计数容量。
今天它几乎无关紧要。您需要阅读的只是关于虚拟/用户空间和内核的区别。
自从 win nt4（当他们从 *nix 窃取想法时）微软程序员开始使用所谓的用户/内核内存空间。 并从那时起避免直接访问物理控制器。从那时起，也解决了处理直接访问内存段的问题。 - 一切都通过操作系统变成了 R/W。
但是，如果您坚持理解和操作远/近指针，请查看 linux 内核源代码及其工作原理 - 我猜您会更新回来。
如果你还需要在 DOS 中使用 CS（代码段）/DS（数据段）。看看这些：
https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Memory_Model http://www.digitalmars.com/ctg/ctgMemoryModel.html
我想在下面指出完美的答案..来自伦丁。我懒得正确回答。 Lundin给出了非常详细和明智的解释“竖起大拇指”！
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