가상주소-선형주소-물리주소 변환

1. 가상 주소

세그먼트 레지스터 (16bit)

메모리 주소 (Virtual Address)

[*] 세그먼트 레지스터 -> GDT 또는 LDT의 Segment Descriptor 을 참조 (GDTR -> GDT, LDTR-> LDT)

- GDT : 모든 프로그램이 참조 가능한 세그먼트 디스크립터 테이블

- LDT : 태스크당 독립적으로 세그먼트 디스크립터 테이블 정의

- 세그먼트 레지스터가 참조한 세그먼트 디스크립터의 Base Bits와 가상 주소를 더해서 선형 주소를 구하게 된다. 

(이를 Sementation이라고 함)

 

* Segment Register (16bit)

INDEX (13bit)

TI (1bit)

RPL (2bit)

- INDEX는 디스크립터 테이블 배열의 index 값으로 사용.

- TI bit가 0이면 GDT 사용, 1이면 LDT 사용.

- RPL은 디스크립터를 통해 요구할 때의 특권 레벨.

* Segment Descriptor  (64bit)

Base Bits (8bit)

G

D

X

U

Limit Bits

P

DPL

S

TYPE

A

Base Bits  (24bit)

Limit Bits

- Base Bits 총 32bit로 가상 주소와 더해서 선형 주소를 구한다.

- Limit Bits 총 20bit로 세그먼트가 허용하는 메모리 범위 설정. (G bit가 1일 경우 4KByte 단위로 해서 20bit로 32bit의 모든 메모리 표현 가능)

* GDTR (48bit)

디스크립터 시작 위치 (32bit)

Limit (16bit)

* LDTR (16bit)

INDEX

TI

RPL

- 세그먼트 레지스터와 같은 형식으로 동작. 

- GDT를 사용한다면, GDTR의 GDT와 세그먼트 레지스터의 인덱스로 사용.

- LDT를 사용한다면, GDTR의 GDT에서 LDTR의 인덱스로 LDT를 구함, LDT와 세그먼트 레지스터의 인덱스로 사용.

2. 선형 주소

DIR (10 bit)

Page (10 bit)

Offset (12 bit)

- 위에서 Segmentation 과정을 거쳐서 구한 선형 주소를 위와 같이 표현된다.

- 이제 선형 주소는 Paging 과정을 거쳐 물리주소로 접근하게 된다. 페이징 과정은 아래와 같다.

[*] CR3 : 프로세스 별로 고유한 값을 가짐.    -> Page Directory를 가리킴

[*] DIR : Page Directory 에서의 Offset 값.    -> Page Table를 가리킴

[*] Page : Page Table에서의 Offset 값.       -> 해당 페이지의 물리 메모리를 가리킴

[*] Offset : 물리 메모리 에서의 Offset 값.     -> 드디어 물리 메모리에 접근

==> CR3 -> [Page Directory] + DIR -> [Page Table] + Page -> [Physical Address] + Offset