線性地址

線性地址（Linear Address）是邏輯地址到物理地址變換之間的中間層。在分段部件中邏輯地址是段中的偏移地址，然後加上基地址就是線性地址。

基本介紹

• 中文名：線性地址
• 外文名：Linear Address
• 概念：邏輯地址到物理地址變換間中間層
• 類型：32位無符號整數
• 表示：十六進制數字

概念

線性地址是一個32位無符號整數，可以用來表示高達4GB的地址，也就是，高達4294967296個記憶體單元。線性地址通常用十六進制數字表示，值的範圍從0x00000000到0xffffffff）。程式代碼會產生邏輯地址，通過邏輯地址變換就可以生成一個線性地址。如果啟用了分頁機制，那么線性地址可以再經過變換以產生一個物理地址。當採用4KB分頁大小的時候，線性地址的高20位為頁目錄項在頁目錄表中的編號，中間十位為頁表中的頁號，其低12位則為偏移地址。如果是使用4MB分頁機制，則高10位頁號，低22位為偏移地址。如果沒有啟用分頁機制，那么線性地址直接就是物理地址。

線性地址與分頁管理

CPU的頁式記憶體管理單元，負責把一個線性地址，最終翻譯為一個物理地址。從管理和效率的角度出發，線性地址被分為以固定長度為單位的組，稱為頁(page)，例如一個32位的機器，線性地址最大可為4G，可以用4KB為一個頁來劃分，這頁，整個線性地址就被劃分為一個tatol_page[2^20]的大數組，共有2的20個次方個頁。這個大數組我們稱之為頁目錄。目錄中的每一個目錄項，就是一個地址——對應的頁的地址。

如上圖：

1、分頁單元中，頁目錄是唯一的，它的地址放在CPU的cr3暫存器中，是進行地址轉換的開始點。萬里長征就從此長始了。

2、每一個活動的進程，因為都有其獨立的對應的虛似記憶體（頁目錄也是唯一的），那么它也對應了一個獨立的頁目錄地址。——運行一個進程，需要將它的頁目錄地址放到cr3暫存器中，將別個的保存下來。

3、每一個32位的線性地址被劃分為三部份，面目錄索引(10位)：頁表索引(10位)：偏移(12位)

依據以下步驟進行轉換：

1、從cr3中取出進程的頁目錄地址（作業系統負責在調度進程的時候，把這個地址裝入對應暫存器）；

2、根據線性地址前十位，在數組中，找到對應的索引項，因為引入了二級管理模式，頁目錄中的項，不再是頁的地址，而是一個頁表的地址。（又引入了一個數組），頁的地址被放到頁表中去了。

3、根據線性地址的中間十位，在頁表（也是數組）中找到頁的起始地址；

4、將頁的起始地址與線性地址中最後12位相加，得到最終我們想要的物理地址；