操作系统地址生成

逻辑地址生成:

从符号逻辑地址—>内存中具体的逻辑地址。不需要操作系统的帮助，而是通过编译器、load等等完成

对于程序代码

.c

file开始，最开始的逻辑地址是对应的函数位置、变量名称，

通过编译成为

.s

file的汇编程序。汇编程序已经比较接近机器代码，但是相比机器代码它还是用符号和变量来保存对应函数。

之后再通过汇编器转换成机器语言

.o

file，它的特点是起始地址都是从0开始，然后它会把对应的符号名、函数名转化为相应的地址（相对从0开始的连续的地址空间）

当然一般一个大的程序项目都是由很多小程序组成，所以会存在不同小程序之间地址的相互访问，形成一个复杂的依赖关系。于是这里就需要Link来把多个

.o

变成单一的

.exe

file.

.exe

就是可以执行并目前存在硬盘中的程序。

.exe

它的特点是地址已经做了全局的分布。不同的

.o

file它所访问的地址已经可以在这个单一的

.exe

file有相应的定义。当然这个定义还不在内存中。

.exe

file 还需要通过load,把放在硬盘中的执行程序放到内存中去运行。这一步是把放在内存中的逻辑地址完成相应的分配，使得应用程序可以在内存中正常执行。 执行地址可能会有一定的偏移。

即使我们将执行程序放入到内存中了，其实它还是一个逻辑地址，并不是物理地址。

物理地址生成：

应用程序在访问一个指令的时候，这个指令所处的逻辑地址是如何对应到具体的物理内存中去。

CPU执行某条指令知道这条指令的逻辑地址，于是需要查找这个逻辑地址所对应的物理地址在哪，这个对应关系是在硬件中MMU（Memory Management Unit），MMU中有一块区域表示了这个映射关系（该映射关系也会在内存中有相应的位置，如图蓝色区域）。 其步骤如下：

1. CPU要执行某条指令，其ALU部件会发出请求，了解这条指令的内容；

2. CPU里面的MMU会去查找这个逻辑地址的映射表中是否存在对应的物理地址，如果没有会产生一个处理过程，比如会去内存Map中找；

3. 找到后CPU的控制器会向主存发出请求，需要某个物理地址的内容（即该条指令的内容）

4. 主存会把内容通过总线传给CPU，然后CPU才能执行该指令。

操作系统的作用：在上述步骤前建立好逻辑地址到物理地址的映射关系（一般可以放在内存中由CPU进行缓存，加快访问过程）。

另一个目标是确保放在内存中的程序，相互之间不能够相互干扰，为此需要去确保每一个程序访问的地址空间是合法的，是限制在它的约束范围之内的。

这个约束关系如下图



操作系统会确保每一个程序的有效访问空间：1.起始地址，2地址长度。