第七周IA-32/Linux中的地址转换
- 第1讲 IA-32的地址转换和寻址方式
- 第2讲 段选择符和段寄存器
- 第3讲 段描述符和段描述符表
- 第4讲 逻辑地址向线性地址的转换
- 第5讲 线性地址向物理地址的转换
- 第6讲 Intel Core i7/Linux存储系统
- 第七周小测验
第1讲 IA-32的地址转换和寻址方式
第2讲 段选择符和段寄存器
第3讲 段描述符和段描述符表
第4讲 逻辑地址向线性地址的转换
逻辑地址向线性地址转换（9m36s）
x8
一个段描述符占64位（8个字节）。所以index要x8。
逻辑地址向线性地址转换举例（6m33s）
MMU：存储器管理部件，用于逻辑地址向线性地址转换
第5讲 线性地址向物理地址的转换
第6讲 Intel Core i7/Linux存储系统
第七周小测验
错题序号：9
1对于IA-32中的指令“movl 8(%edx, %esi, 4), %edx”，若R[edx]=0000 01B6H，R[esi]=0000 0008H，其源操作数的有效地址EA是（ A ）。
A.0000 01DEH
B.0000 01B6H
C.0000 06E8H
D.0000 01F0H
解析： A、源操作数的有效地址为R[edx]+R[esi]*4+8=0000 01B6H+0000 0008H*4+8=0000 01DEH。
2以下是有关IA-32段页式虚拟存储管理方式的叙述，其中错误的是（ C ）。
A.指令中隐含给出的32位有效地址就是32位段内偏移量
B.逻辑地址由16位段选择符和32位段内偏移量组成
C.32位线性地址构成的地址空间就是4GB主存地址空间
D.进程的虚拟地址有48位逻辑地址和32位线性地址两种形式
解析： C、32位线性地址空间是4GB的虚拟地址空间，也就是可执行目标程序（即进程）所在的虚拟地址空间，需要对其进一步进行分页存储管理，访问指令和数据时，应根据页面和页框之间的映射关系进行线性地址到物理地址的转换。
3以下是有关IA-32保护模式下地址转换过程的叙述，其中错误的是（B ）。
A.顺序为逻辑地址→线性地址→物理地址
B.采用先分页、再分段的地址转换过程
C.32位物理地址就是指32位主存地址
D.地址转换前先计算出32位有效地址
解析： B、地址转换顺序是先通过分段方式将48位逻辑地址转换为32位线性地址，然后再通过分页方式将32位线性地址转换为32位物理地址。
4以下有关IA-32段选择符的叙述中，错误的是（ D ）。
A.CS寄存器中RPL字段表示当前特权级CPL
B.段选择符存放在一个16位段寄存器中
C.段选择符中的高13位为对应段表项的索引
D.程序的代码段和数据段共用同一个段选择符
解析： D、IA-32中提供了多个段寄存器，如代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS等，它们可以分别存放代码段、数据段和堆栈段的段选择符。
5以下有关IA-32段描述符和段描述符表的叙述中，错误的是（ A ）。
A.段基址低12位总是0，因此段描述符中的段基址字段占20位
B.段描述符表就是段表，段描述符就是其中的段表项
C.段描述符分普通段描述符和系统控制段描述符两类
D.段描述符表分GDT(全局)、LDT(局部)和IDT(中断)三类
解析： A、段描述符中的段基址字段B31~B0占32位，而段限界字段L19~L0占20位。
6以下是有关IA-32中逻辑地址向线性地址转换的叙述，其中错误的是（ B ）。
A.系统启动时操作系统先对GDT和LDT进行初始化
B.每次逻辑地址向线性地址转换都要访问内存中的GDT或LDT
C.GTD和LDT在内存的起始地址分别存放在CPU内不同的地方
D.从对应段描述符中取出段基址与段内偏移量相加可得到线性地址
解析： B、为了加快IA-32的地址转换过程，CPU中专门设置了段描述符cache，对应每个段寄存器（CS、DS、SS、ES、FS和GS）都有相应的描述符cache。每次段寄存器装入新的段选择符时，就会将对应的段描述符装入描述符cache中，在逻辑地址到线性地址转换时，MMU直接用描述符cache中的信息，不必访问内存中的GDT和LDT。
7以下是有关IA-32/Linux系统分段机制的叙述，其中错误的是（ C ）。
A.将内核代码段和内核数据段的段基址都设为0
B.段描述符中段存在位P为1，故不以段为单位分配内存
C.内核段描述符在GDT中，而用户段描述符在LDT中
D.将用户代码段和用户数据段的段基址都设为0
解析： C、Linux系统中，将内核代码段、内核数据段、用户代码段和用户数据段对应的段描述符都包含在全局描述符表GDT中，分别位于GDT的第12、13、14和15项。
8已知变量y和数组a都是int型，a的首地址为0x8049b00。假设编译器将a的首地址分配在ECX中，数组的下标变量i分配在EDX中，y分配在EAX中，C语言赋值语句“y=a[i];”被编译为指令“movl (%ecx, %edx, 4), %eax”。在IA-32/Linux环境下执行该指令，则当i=150时，得到的存储器操作数的线性地址是（ A ）。
A.0x8049d58
B.0x8049b9a
C.0x8049b00
D.0x804a100
解析： A、Linux中将所有段的段基址都初始化为0，因而存储器操作数a[150]的线性地址=段基址+有效地址=0+R[ecx]+R[edx]*4=0x8049b00+150*4=0x8049b00+600=0x8049b00+0x258=0x8049d58。
9以下是有关IA-32中线性地址向物理地址转换过程的叙述，其中错误的是（ B ）。
A.4GB线性地址空间被划分成1M个页面，每个页面大小为4KB
B.每次地址转换都需要先访问页目录表，然后访问页表，根据页表项得到物理地址
C.页目录表中的页目录项和页表中的页表项都占32位，且两者的结构完全相同
D.32位线性地址分成10位页目录索引、10位页表索引和12位页内偏移量三个字段
解析： B、IA-32中有TLB，因此，每次线性地址向物理地址转换时，总是先访问TLB，当TLB命中时，就无需访问主存中的页目录表和页表。
10以下是有关IA-32存储管理控制寄存器的叙述，其中错误的是（C ）。
A.CR3控制寄存器用于存放页目录表在主存的起始地址
B.若要启用分页机制，则CR0控制寄存器中的PE和PG都要置1
C.用户进程和操作系统内核都可以访问存储管理控制寄存器
D.CR2控制寄存器用于存放发生页故障（Page Fault）的线性地址
解析： C、IA-32中提供的存储管理控制寄存器用于操作系统内核进行存储管理，访问这些控制寄存器的相关指令都是特权指令，只能在内核态使用，而用户进程中不能使用这些特权指令，因而用户进程不能访问这些控制寄存器。