请问关于CPU的虚拟地址空间和虚拟内存

lixinwei1985@si

。。。

[ 本帖最后由 lixinwei1985@si 于 2009-9-16 08:58 编辑 ]

shenbo7

虚拟地址空间由GDT 映射的全局地址空间和由LDT映射的局部地址空间组成。
选择符的索引部分由13 个比特位表示，加上区分GDT 和LDT 的1 个比特位；
因此Intel 80X86 CPU 共可以索引16384 个选择符。若每个段的长度都取最大值4G，则最大虚拟地址空间范围是16384 * 4G = 64T

硬件地址寻址空间，是和CPU的管脚数有关；

emperor

嗯，好帖子，只有一人说对了。。。。。。

newIT666

原帖由 shenbo7 于 2009-9-17 11:45 发表
虚拟地址空间由GDT 映射的全局地址空间和由LDT映射的局部地址空间组成。
选择符的索引部分由13 个比特位表示，加上区分GDT 和LDT 的1 个比特位；
因此Intel 80X86 CPU 共可以索引16384 个选择符。若每个段的长 ...

   高人.

rawa9999

GDTR是一个长度为48bit的寄存器，内容为一个32位的基地址和一个16位的段限。这是386一个专门用来寻找虚拟内存的寄存器。32位基地址是物理内存的地址，16位段限存储虚拟内存页文件的索引编号，16位其中有两位表示该内存分页的特权级别。最大内存索引虚拟内存2^14*4G=64T
－－－－－－－－
分析：由于GDTR是48bit寄存器，CPU通用寄存器是32bit（还有16bit）所以一个指令周期根本不能处理这个48bit的寄存器，需要很多指令操作这个寄存器。欢迎讨论。

rawa9999

386的GDTR寄存器选择48bit是因为386是一个32位寄存器和16位寄存器混合的处理器，两部分数据分别由两种类型的通用寄存器处理。直接寻址就是一个指令周期能读入和写出的地址。GDTR寄存器仅仅代表了一种能力，可以软实现。

mik

这贴没有再讨论的必要了。


这么多人都把“虚拟地址空间”和“虚拟内存”搞混淆！


virtual address   --------------------->  linear（or physical） ----------------> physical address
(logic address)       (segmentation)                                             (paging)




1、  寄存器，包括：　GDTR、LDTR、IDTR & TR， Segment（selector) registers
　  数据结构，包括：GDT、LDT、IDT & TSS
　　以及由此产生的各种寻址手段　-------- 段式管理范畴
------------------------------------------------------------------------------
　　这些都是 segmentation （段式管理）阶段，在 segmentation 阶段没有真正意义的 虚拟内存 的概念。

　　在 segmentation 阶段负责将 virtual address（有时称为逻辑地址） 转化为 linear address （无分页时是物理地址）


     在 segmentation 阶段只有地址空间的概念，整个地址空间就是 4G，无论在这个空间里怎么分割，整个空间还是 4G



2、 只有在 paging 管理下才有真正意义的 虚拟内存，通过分页可以将不存在的物理内存，虚拟成内存使用。

　　可以将只有 4G 内存的机器上，通过 paging 使用超过 4G 内存。这才叫做　虚拟内存

　　通过 paging 机制的，换页等手段可以实现


　　在 分段机制　下能做到这一点吗？ 分段机制下能访问超过 4G 的内存空间吗？　




3、 通过 GDT / LDT 来讨论 64TB 虚拟内存，地址空间等  ------ 那都是瞎谈

　　不管是什么经典的教材，既使是老外的教材，我不认为他这些的说法是正确的

mik

原帖由 rawa9999 于 2009-9-20 22:16 发表
GDTR是一个长度为48bit的寄存器，内容为一个32位的基地址和一个16位的段限。这是386一个专门用来寻找虚拟内存的寄存器。32位基地址是物理内存的地址，16位段限存储虚拟内存页文件的索引编号，16位其中有两位表示 ...

不说不知道，一说就漏馅。

大哥，你好好读读 intel / amd 的手册吧！


1、现在的 GDTR 都是 80 位（64+16）

2、GDTR.base 放的是 linear address ，不是物理内存地址。（如果你硬要说是物理地址，那可以：在无分页下）


3、 >> 16位段限存储虚拟内存页文件的索引编号，16位其中有两位表示该内存分页的特权级别。
      
        啥东东，明明是 segment，说成 page


4、需要较多的时钟周期，并不是因为你说的这个原因，而是因为需要权限，它需要做更多的检测 check 工作

　　这是所有 system instruction 的通病，所有 system instruction 类都需要做更多的工作。

mik

原帖由 rawa9999 于 2009-9-20 22:48 发表
386的GDTR寄存器选择48bit是因为386是一个32位寄存器和16位寄存器混合的处理器，两部分数据分别由两种类型的通用寄存器处理。直接寻址就是一个指令周期能读入和写出的地址。GDTR寄存器仅仅代表了一种能力，可以 ...

　
>>> 386的GDTR寄存器选择48bit是因为386是一个32位寄存器和16位寄存器混合的处理器

    在 386 下，GDTR 是 48 bit，是因为需求，需要 32 位 base address 和 16 位 limit。是经过考虑才设计成这样的

　　选择 16 位的 limit 是因为，通过 selector 只能找到 8192（13 位) 个 descriptors，

    8192 * 8 = 10000（64K）（0 ~ 8191）选择范围是 0 ~ FFFF (16 位 limit）



>>> 386 是 32 位寄存器和 16 位寄存器混合的处理器。

　　头一次听这样说，386 就是 32 位处理器，怎么说成的 32 和 16 混合的处理器，使用 32 位还是 16位处理器，

　　那是指令操作数大小上的选择。


      照你这样说：64 位的 x64 处理器，那是三者的混合体？？

xiehui888

关于X86的保护模式困扰我快一年了，好不容易找到这么好的帖子，mik (AMD fusion) 说的很清晰了，在内存中的那些描述符 是（表示）假的内存即虚拟内存地址 ， 而每个描述符的这个地址可以表示4GB的虚拟空间，基本上是虚拟地址------》逻辑地址----》线性地址-----》物理地址