面试题：C++中逻辑地址如何转换为线性地址

Question

在C++编程环境下，简单阐述逻辑地址转换为线性地址的过程，以及涉及到的主要机制。

Answer 1

逻辑地址转换为线性地址的过程及主要机制

1. 过程：

   • 在C++编程环境处于x86架构下（常见情况），逻辑地址由段选择子和偏移量组成。
   • 首先，根据段选择子从段描述符表（GDT或LDT）中找到对应的段描述符。段描述符包含了段的基地址、界限、访问权限等信息。
   • 然后，将段描述符中的基地址与逻辑地址中的偏移量相加，就得到了线性地址。

2. 主要机制：

   • 段机制：
     • 段描述符表：全局描述符表（GDT）存储系统中所有段的描述符，一个系统只有一个GDT。局部描述符表（LDT）每个进程可以有自己的LDT，用于存放进程私有的段描述符。通过段选择子在这些表中索引到对应的段描述符。
     • 段描述符：描述段的各种属性，如段基地址确定段在内存中的起始位置，段界限规定段的长度等。
   • 特权级检查：在进行地址转换时，会检查当前代码的特权级（CPL，Current Privilege Level）与段描述符中的特权级（DPL，Descriptor Privilege Level）。例如，从低特权级到高特权级的访问需要满足一定条件，如通过门描述符等机制，这保证了系统的安全性和稳定性。