day2分段理解

内存分配是由操作系统完成的，操作系统是直接面对物理内存的，而我们的应用程序编译后的地址其实是逻辑地址。操作系统会通过分段机制把逻辑地址转成线性地址，如果这时候操作系统并未使用cpu分页功能，那线性地址就是物理地址。如果还开启了分页功能，线性地址就经过分页转换成物理地址。

背景，x86体系的cpu都是向前兼容的，原来16位cpu时候，寄存器都是16位的，其中有6个寄存器叫做段选择寄存器，分别是（CS,SS,DS,ES,FS,GS），cs是代码选择器，ss是堆栈选择器，拿代码地址来说，真正的地址实际上cs+选择地址=真正地址，所以我们可以人为的把内存分为很多段，这样就可以方便的书写代码了。

现在到了32位了，但这几个段选择器为了向前兼容还是16位的，我们知道32位可以寻址的内存是2^32=4M了，16位的段选择器已经难以满足了。因为向前兼容cpu在通电后仍然是80386的形态，这时候我们就要完成几件事，才能让cpu变成成为32位的，主要就是设置gdtr寄存器，打开标志寄存器的分段。

GDTR是什么

其实很好理解，而且我们早就用过了，当空间不足的时候，就用多级索引啊！比如文件系统，比如缓存系统，GDTR也是一样的，我们把原来的段选择器不当做直接的分段地址来用，而是当做一个索引号，如果16位全部用来做索引那我们就可以选择2^16个真正的段描述符足够我们使用了（但实际上我们使用前13位做选择符，紧接着1位用来标识是GDT还是IDT，最后2位是权限标识）

段选择器

好了现在我们知道原来的段寄存器，现在变成了一个段选择寄存器了，现在就差一个表来存放实际的描述符了，操作系统其实就是在内存中分配了一部分内存专门存放描述表。GDTR就是这个表的入口地址，如果用c语言来描述gdtr可以当做一个64byte的数组。

LDTR是什么

GDTR是全局的，基本上操作系统完成切换后是就不会变了。表里除了段描述符外还有其他几种类型的，有tss描述表，ldt描述表等，LDTR就是存放ldt索引号的。我们可以把LDTR理解成局部分段，比如操作系统可以给每个进程都分配一个局部表，这样就可以用硬件来隔离不同进程的资源了。那么好了我们就可以把LDTR理解成二级表，前面说了段选择符的倒数第3位是ti标识位，0代表使用全局表，1代表使用局部表，这时候如果cs寄存器的ti是局部表，那么流程大概如下

• 判断段选择符比如cs的ti标识位是1
• 用LDTR寄存器的选择符去全局表中找到对应的LDT描述符，描述符里记录了这个局部表的入口地址
• 使用cs的13位的index选择符去这个局部表里找到真正的基址描述符

总结一下

cpu提供了分段分页机制让特殊程序（操作系统）可以映射不同的内存，可以让操作系统可以站在更高的视角和权限去分配内存资源。这样可以让用户程序更方便的书写，都可以假设自己是从0地址开始往后分布的。而操作系统可以使多道程序同时存在内存中，用不同的分段映射到实际地址去，这样就可以很方便的实现多到程序