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内存寻址

内存寻址是计算机体系结构中的一个关键概念，主要涉及逻辑地址、线性地址和物理地址的转换过程。

段寄存器是内存寻址的重要组成部分。常用的段寄存器包括代码段寄存器（CS）、栈段寄存器（SS）和数据段寄存器（DS）。其中，代码段寄存器（CS）包含一个2位的字段，用来指明当前CPU的特权级（CPL）。在实际操作中，这些寄存器存储段选择符，用于确定逻辑地址的段划分。

逻辑地址与内存管理密切相关。逻辑地址由段标识符和偏移量组成，其中段标识符由段寄存器提供，而偏移量则指示了段起始位置到实际访问地址之间的距离。在Linux系统中，逻辑地址与线性地址是保持一致的，即偏移量字段的值与线性地址值完全相同。

线性地址是虚拟地址层面上的概念，只能表示高达4GB的物理内存空间。常用16进制表示，范围从0x00000000到0xfffffff。在实际应用中，线性地址通过内存控制单元（MMU）进行转换，完成段的物理地址映射。

物理地址是硬件层面上的内存单元寻址，用32位或36位无符号整数表示。它直接与CPU的地址引脚和内存总线电信号相关联。MMU核心的任务是将逻辑地址通过分段单元转换为线性地址，再通过分页单元最终映射到物理地址。

MMU的功能可以分为两部分：分段和分页。在分段过程中，MMU利用段寄存器中的段选择符来定位对应的段，然后将逻辑地址的高位部分映射到线性地址。分页则将线性地址细化为物理地址，通过页表来实现瑞德。

段与页的区分需要明确。页是一个操作性ppe的内存块，可以被分配到任何页框或磁盘空间。而页框则是物理内存的基本单位，负责存储实际数据。这种区分使内存管理更具灵活性，也为内核提供了更高的内存管理效率。

在实际内存访问中，CPU通过物理地址提取子集的索引号，然后检查缓存组件，以确定是否命中高速缓存。命中意味着所需数据已经被缓存，并且其标签与当前物理地址的高位匹配。如果未命中，则需要从RAM补充数据并更新缓存。

关于写操作，现代内存控制器通常采用回写和通写两种策略。回写仅更新高速缓存，不改变RAM内容；而通写则同时更新RAM和高速缓存。

Linux内核采用固定映射机制，使用线性地址表代替传统的指针变量管理。这使得内核能够在不将物理地址直接暴露给用户态程序的同时，确保内核与用户态的内存空间严格隔离。内核进程切换需要更换活动页表集，同时刷新本地TLB表项，这一过程由MMU自动完成。

内核线程使用与普通进程相同的页表集，因此在内核调度过程中，同样需要遵循内核内存管理策略。