關於邏輯地址、線性地址、虛擬地址、物理地址的理解

最近在看《深刻理解Linux內核》，在第二章《內存尋址》中提到了邏輯地址、線性地址、虛擬地址、物理地址的概念。

原文是這麼描述的：

邏輯地址（logical address）：
包含在機器語言指令中用來指定一個操做數或一條指令的地址。這種尋址方式在80x86著名的分段結構中表現得尤其具體，它促使MS-DOS或Windows程序員把程序分紅若干段。每個邏輯地址都由一個段（segmemt）和偏移量（offset或displacememt）組成，偏移量指明瞭從段開始的地方到實際地址之間的距離。
    
線性地址（linear address）（也稱虛擬地址 virtual address）：
是一個32爲無符號整數，能夠用來表示高達4GB的地址，也就是，高大4 294 967 296個內存單元。線性地址一般用十六進制數字表示，值的範圍從0x00000000到0xffffffff。
    
物理地址（physical address）：
用於內存芯片級內存單元尋址。它們與從微處理器的地址引腳發送到內存總線上的電信號相對應。物理地址由32位或36位無符號整數表示。

在文中，把線性地址和虛擬地址等同，並詳細定義了邏輯地址。可是，把邏輯地址的定義套入到咱們平時交流中提到的邏輯地址定義，怎麼這麼彆扭呢？

在工做中，咱們常常把邏輯地址等同於虛擬地址，基本不用線性地址，例如對於如下C程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlie.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int var = 1;
    char *mvar = malloc(10);
    printf("var address: %p\n", &var);
    printf("mvar address: %p\n", &mvar);
}

執行的結果

[GMPY@17:04 tmp]$./test 
var address: 0x7ffe9ddceb9c
mvar address: 0x7ffe9ddceba0

咱們在工做中交流時，常常把上面打印出來的地址叫作虛擬地址，有時候也會叫作邏輯地址，而非書中這麼複雜這麼繞人的概念。

那麼，咱們究竟怎麼區分這幾個地址？

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關於邏輯地址的理解

在《深刻理解Linux內核》中描述了 在80x86處理器中 地址的轉換：

邏輯地址 -> [分段單元] ->線性地址 -> [分頁單元] -> 物理地址

其中 分段單元 和 分頁單元 是硬件電路，分別用於 從邏輯地址到虛擬地址 和 從虛擬地址到物理地址的轉換。注意的是，做者特地強調了 在80x86處理器中。

在書中 Linux中的分段 小章節得出一個很是重要的結論：

這能夠得出另外一個重要結論，在Linux下邏輯地址與線性地址是一致的，即...

在Linux下邏輯地址與線性地址是一致的!!

既然是一致的，爲何還要區分邏輯地址和線性地址？歷史已經不可究，但不妨礙我 瞎想 遐想：

Intel體系下的工程師提出分段的特色時，爲了區別分段與分頁前的地址，苦思冥想後造出了邏輯地址的概念

爲何要強調是Intel體系呢？由於 以intel爲表明的有限的一些體系規定了要用分段+分頁（arm體系貌似只有分頁）。實際上 與分段相比，Linux更喜歡使用分頁方式，換句話說，Linux不喜歡用分段，可是爲了兼容，只能走走形式，意思意思一下，在實現中讓邏輯地址≈虛擬地址

結論

若是非要定義邏輯地址，咱們能夠把邏輯地址簡單理解爲

爲了區分分段與分頁的地址，把分段前的地址叫作邏輯地址，把分頁前的地址叫作虛擬地址

在Linux中，咱們能夠認爲 邏輯地址=虛擬地址=線性地址，所以只剩下兩類地址：

虛擬地址：cpu訪問的地址，即C語言中"%p"打印出來的地址
物理地址：物理內存實際地址，通過MMU從虛擬地址轉換而來

上述僅僅是我的理解，若是有不對的地方，但願一塊兒交流