注：本文档为《从0学x86操作系统》课程配套的学习文档，提供相应的辅助学习资料和答疑勘误。 有关该课程的信息，请点击这里访问：https://study.163.com/provider/1017884735/index.htm 在阅读本文档时，如有疑问和建议，欢迎在下方留言或者直接联系我。

本课时主要介绍保护模式下的内存管理机制，以分段存储部分介绍为主，分页部分在后面的章节中介绍。
参考文档为《Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual Volume 3 (3A, 3B, 3C & 3D): System Programming Guide》，仅关注其中的第3章。

IA32内存管理机制概览

IA32将内存管理分为两部分：段式存储和页式存储，目前我们只考虑了段式存储。由于这种处理，所以得出了三种类型的地址：逻辑地址、线性地址、物理地址。

  • 物理地址：实际物理内存中的地址
  • 逻辑地址：使用段+偏移表示的地址
  • 线性地址：将段+偏移进行转换后的地址，也是我们程序中所用的地址。如果分页机制未开启，则线性地址=物理地址。

（注：以上在操作系统教材中是有相关介绍的，可以参考下这些郝教材）
其中段式存储特点如下：

  • 将线性地址空间转变成多个段（segments）
  • 每个段带有相关的保护机制
  • 有多种类型的段：数据、代码、栈、门、tss
  • 使用的地址为逻辑地址，即段选择子+偏移

页式存储的特点如下：

  • 将线性地址转换为逻辑地址
  • 在较小的内存上实现更大的虚拟内容
  • 按需加载等功能

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参考文档的第88页

平坦模型

IA32中段式存储比较复杂，我们使用的是基础平坦模型，其特点如下：

  • 两个段：代码段和数据段
  • 段起始地址均为0，大小为4GB。即不管有没有那么大空间，都可访问，访问结果未知。

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即采用上述模型中，我们不使用limit界限检查，也不使用段的基地址功能，这样程序处理会更为简单。
（注：最终我们的系统采用的模型和上述略有些不同，这在以后会再提及）

逻辑地址到线性地址的转换

在程序进行内存访问时，会进行逻辑地址的转换，转换到线性地址（暂不考虑分页机制)，转换过程如下：
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参考资料

  • 课程附带的intel编程文档卷3：Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual Volume 3 (3A, 3B, 3C & 3D): System Programming Guide