程式的記憶體映像

2021-06-26 03:59:18 字數 1582 閱讀 6759

這幾天在看c語言的書籍,對c的記憶體映像有點疑惑,於是,查詢資料,查閱了龐麗萍編著的《作業系統原理》第四版中的第七章主存管理中的段式系統,此外還看了王元珍、曹忠生、韓忠芬編著的《80x86組合語言程式設計》得到了乙個自己對在80x86結構下的記憶體對映的理解。不過也許自己的理解是錯的或者有不到之處,希望大神能夠指出理解的不足之處。

首先,乙個c程式,在記憶體中的對映(當然這裡指的是80x86系統)包括四個區域(這裡是在看c語言大全的時候介紹的):

第乙個區域是程式**區域:存放的是程式**。

第二個區域是全域性變數區域:存放的是全域性變數和靜態變數等伴隨著整個程式生存過程的資料。

第四個區域是堆(heap):用來提供給程式設計師動態分配和釋放的區域,比如使用malloc申請一段記憶體,就是在這個區域中申請的。

然後聯絡《80x86組合語言程式設計》中介紹的intel80x86微處理器結構中暫存器的知識,知道在處理器中的六大部件中,暫存器分為以下幾個:

執行部件中的暫存器:

eax:累加暫存器

ebx:基址暫存器

ecx:計數暫存器

edx:資料暫存器

esi:源變址暫存器

edi:目的變址暫存器

指令預取部件中的暫存器:

eip:指令指示暫存器,存放的是下一條將要被cpu執行的指令的偏移位址(ea),它的值為該指令到所在段首位址的位元組距離。

分段部件中的暫存器:

cs:**段暫存器

ss:堆疊段暫存器

ds:資料段暫存器

聯絡兩者的關係,我們可以這樣認為:

c程式記憶體對映中的程式**區域對應的是cs(**段暫存器)中描述的虛擬記憶體區域;

c程式記憶體對映中的全域性變數區域對應的是ds(資料段暫存器)中描述的虛擬記憶體區域;

c程式記憶體對映中的堆(heap)和棧(stack)對應的是ss(堆疊段暫存器)中描述的虛擬記憶體區域,其中堆(heap)從該段中的高低址向低位址分配,棧(stack)從該段中的低位址向高低址分配,兩者公用乙個段。

那麼,我們如何通過分段部件中的暫存器cs、ss、ds來得到我們的記憶體位址呢。如何確定ss堆疊段中的起始位址和終止位址呢。這就要查閱《作業系統原理》中關於主存管理中的段式系統了。

在段式系統中,將主存分為很多個分割槽,每乙個段佔乙個分割槽,對於乙個段來說,它有自己的名字,是乙個連續的位址區。在段式系統中,邏輯分段由**分段、資料分段、棧段組成。剛好對應著上面**段暫存器、堆疊段暫存器、資料段暫存器。使用者通過給出段名(cs、ss、ds中的內容)和段內偏移位址(e**暫存器中的內容)來訪問這些段(實際上,作業系統會用唯一的段號來替代該段的段名)。所以,一般的程式位址形式由(s,w)組成,s是段號,w是段內偏移位址。而段式位址變換由段表來實現,段表如下所示:段表

段號長度基址0

...slb

1、取出程式位址(s,w)

2、用s檢索段表

3、判斷主存是否越界(請看儲存保護)

4、b+w即為所需要的主存位址

總結:所以我們通過cpu中分段部件中的暫存器cs、ds、ss中的內容來檢索段表,找到段表中的對應資訊,得到c程式中的記憶體對映區域。然後根據e**暫存器中存放的偏移位址,來確定我們需要的c程式對映記憶體中的乙個儲存單元位址。並且可以根據段表得到記憶體區域的起始位址和終止位址。

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