有效地址和物理地址的区别

Question

我正在学习8086微处理器上的汇编编程，我想了解有效地址和物理地址之间的区别

我老师说有效地址和物理地址是一样的，但是其他参考文献说有效地址就是偏移量。

Answer 1

x86架构具有三个阶段的地址计算：

在第一阶段，计算“有效地址”。 该地址是执行由存储器操作数的寻址模式给出的计算的结果，即索引乘以标度并添加到基址和位移以产生地址。 如果您使用 lea（加载有效地址）指令，这就是计算的地址。 例如，如果您有一个内存操作数

[eax + 2*ecx + 1]

以及

eax = 0x1000

和

ecx = 0x100

，则有效地址将为

0x1000 + 2*0x100 + 1 = 0x1201

。在第二阶段，查询段描述符缓存，将内存操作数访问的段的段基地址应用到有效地址，形成

线性地址

（如，不分段）。 段的默认段取决于所使用的基址寄存器。 如果基址寄存器是 rbp 或

rsp

（或这些的不同大小的变体），则

ss

段是默认值，否则

ds

段是默认值。 一些带有隐式内存操作数的指令具有其他默认值（例如

stos

和

movs

，它们使用

es

作为目标）。 可以使用段前缀覆盖该段。例如，如果您的内存操作数与上面相同，并且段

ds

的基地址是

0x1000

，则线性地址将为

0x1000 + 0x1201 = 0x2201

。这一步通常可以忽略。 在长（64 位）模式下，为

cs

、

ds

、

ss

和

es

配置的基址将被忽略。 在 32 位模式下，它们通常设置为零。 然而，

fs

和

gs

的基地址通常设置为某个非零值，以方便使用线程本地存储。 如果您看到

fs

或

gs

段覆盖，则强烈表明正在使用 TLS。第三步，在 TLB 中查找线性地址，如果失败，则在页表中查找，以形成“物理地址”。 然后使用该地址来访问内存。 物理地址由您的操作系统管理。 一般情况下您也可以忽略此步骤。

如果使用虚拟化，可能需要一个额外的转换步骤来将虚拟化物理地址转换为物理地址。 这称为“嵌套分页”。 访问设备内存时，作为 IOMMU 的一部分，还可能有一个额外的地址转换步骤，将虚拟设备地址转换为物理设备地址。 除了第一个阶段外，内存地址转换可能会失败。 计算线性地址时，段可能不存在或类型不正确，或者可能超出段限制或访问权限可能不足。 计算物理地址时，页面可能不存在或不可访问。 这同样适用于嵌套分页或 IOMMU。