物理地址查询（逻辑地址、线性地址和物理地址到底有什么不同？）

导读：在阅读操作系统相关书籍内存管理部分的时候，经常会看到这三个名词：逻辑地址、线性地址、物理地址，一般人都会有疑问，都是内存地址，搞出这么多名堂来，到底有什么区别，什

　　在阅读操作系统相关书籍内存管理部分的时候，经常会看到这三个名词：逻辑地址、线性地址、物理地址，一般人都会有疑问，都是内存地址，搞出这么多名堂来，到底有什么区别，什么时候该用哪个？本文尝试解释这三个概念及不同点。

　　先说一下前提，本文以intel的x86体系结构，以linux操作系统的实现为例，来说明这三个地址的概念和区别 。

　　逻辑地址：是从intel提供的机制上来定义的，按照intel的实现，现在x86体系的CPU都工作在保护模式下，保护模式下对内存使用分段管理机制，使用分段机制来寻址。按照定义，逻辑地址=段描述符：段内偏移，这就是逻辑地址的含义。

　　线性地址：又称虚拟地址，从逻辑地址的段描述符查表得出段的起始地址，再加上段内的偏移地址，就得到了线性地址。

　　物理地址：从线性地址查页表，得到实际寻址物理内存硬件的地址。

　　总结一下三个地址的关系，从总体上来说是这样的：

　　逻辑地址 --> 线性地址 --> 物理地址，中间牵扯到的两个转换部件是由物理硬件实现的，分别是分段单元和分页单元。

　　上两张图看得更清楚一些：

　　上面这个内存管理和地址映射的机制是intel的设想，使用分段机制隔离不同进程的代码段和数据段，再使用分页机制实现进程地址到物理内存的映射。

　　但是，linux并没有严格按照intel的设想这样使用，linux为了通用性在x86体系下，给所有的进程使用一样的段，所有的linux进程都使用相同的代码段和数据段，偏移范围都相同，根据上面的算法，线性地址等于逻辑地址的段起始地址+段内偏移，同样的段，同样的偏移范围，相当于所有的进程都使用相同的线性空间。

　　这段话的意思相当于是说linux把intel的分段机制给糊弄过去了，在linux的实现下，逻辑地址的段描述符中描述的起始地址是0，偏移范围是整个地址空间，所以线性地址就等于逻辑地址的偏移地址，所有的进程都一样。

　　线性地址到物理机制的映射，linux正常使用intel提供的分页机制来实现，系统在初始化时，将所有的物理地址按照固定大小，常见的是4KB为一个页，组织成一个物理页链表，表示系统中可用的内存资源。在进程要使用内存的时候，由内核将某一块线性地址映射到具体的某一页物理内存，将映射关系写在页表中，在实际访问时由分页单元进行转换。