探索3地址映射：深入理解操作系统内存管理与实验实践

在这个实验中，主要目标是深入理解操作系统的段式和页式内存管理机制，特别是涉及段表、页表、逻辑地址、线性地址和物理地址的概念。实验的核心内容包括： 1. 实验目的： - 深入学习和实践操作系统中段式和页式内存管理的原理，以便于实际操作中的地址映射过程。 - 通过Bochs调试工具跟踪Linux 0.11的地址翻译过程，观察其内存管理机制如何将逻辑地址转换为物理地址。 2. 实验步骤： - 以汇编级别调试的方式启动Bochs，引导Linux 0.11，然后编译并运行一个简单的test.c程序，该程序有一个无限循环，用于演示地址映射过程。 - 在调试器中，观察逻辑地址（如变量i的地址）、全局描述符表(GDT)、局部描述符表(LDT)、线性地址以及页表的关系，进而计算出物理地址。 - 修改物理内存使test.c程序停止运行，这通常涉及到理解和操作内存映射。 3. 思考题： - 描述实验过程中最重要的步骤，可能涉及地址映射的关键环节，如查找GDT和LDT、访问页表等。 - 分析test.c程序两次运行时地址映射的异同，可能是由于缓存的影响，或者是内存管理策略的不同。 4. Linux 0.11内存管理： - 采用IA-32架构，MMU (Memory Management Unit) 在地址转换中起关键作用，确保兼容性和性能。 - 参考《注释》一书中关于Linux 0.11内存管理的详细分析，了解其具体实现细节。 5. Bochs汇编级调试： - 利用Bochs提供的汇编级调试功能，进行人工地址翻译，虽然相对机械但有助于理解底层原理。 6. 实验提示： - 阅读《注释》中的5.3节和第13章，这些内容对理解和完成实验至关重要。 这个实验提供了一个实战机会，让学生通过实际操作掌握段式和页式内存管理，理解地址映射在操作系统中的核心作用，同时锻炼了调试和分析技能。通过解答思考题，学生可以深化对内存管理策略和硬件支持的理解。