邏輯地址（Logical Address） 是指由程序產(chǎn)生的與段相關(guān)的偏移地址部分。例如，你在進行C語言指針編程中，可以讀取指針變量本身值(&操作)，實際上這個值就是邏輯地址，它是相對于你當前進程數(shù)據(jù)段的地址，不和絕對物理地址相干。只有在Intel實模式下，邏輯地址才和物理地址相等（因為實模式?jīng)]有分段或分頁機制,Cpu不進行自動地址轉(zhuǎn)換）；邏輯也就是在Intel 保護模式下程序執(zhí)行代碼段限長內(nèi)的偏移地址（假定代碼段、數(shù)據(jù)段如果完全一樣）。應(yīng)用程序員僅需與邏輯地址打交道，而分段和分頁機制對您來說是完全透明的，僅由系統(tǒng)編程人員涉及。應(yīng)用程序員雖然自己可以直接操作內(nèi)存，那也只能在操作系統(tǒng)給你分配的內(nèi)存段操作。
如果是程序員，那么邏輯地址對你來說應(yīng)該是輕而易舉就可以理解的。我們在寫C代碼的時候經(jīng)常說我們定義的結(jié)構(gòu)體首地址的偏移量，函數(shù)的入口偏移量，數(shù)組首地址等等。當我們在考究這些概念的時候，其實是相對于你這個程序而言的。并不是對于整個操作系統(tǒng)而言的。也就是說，邏輯地址是相對于你所編譯運行的具體的程序（或者叫進程吧，事實上在運行時就是當作一個進程來執(zhí)行的）而言。你的編譯好的程序的入口地址可以看作是首地址，而邏輯地址我們通?？梢哉J為是在這個程序中，編譯器為我們分配好的相對于這個首地址的偏移，或者說以這個首地址為起點的一個相對的地址值。
當我們雙擊一個可執(zhí)行程序時，就是給操作系統(tǒng)提供了這個程序運行的入口地址。之后shell把可執(zhí)行文件的地址傳入內(nèi)核。進入內(nèi)核后，會fork一個新的進程出來，新的進程首先分配相應(yīng)的內(nèi)存區(qū)域。這里會碰到一個著名的概念叫做Copy On Write，即寫時復(fù)制技術(shù)。這里不詳細講述，總之新的進程在fork出來之后，新的進程也就獲得了整個的PCB結(jié)構(gòu)，繼而會調(diào)用exec函數(shù)轉(zhuǎn)而去將磁盤中的代碼加載到內(nèi)存區(qū)域中。這時候，進程的PCB就被加入到可執(zhí)行進程的隊列中，當CPU調(diào)度到這個進程的時候就真正的執(zhí)行了。
我們大可以把程序運行的入口地址理解為邏輯地址的起始地址，也就是說，一個程序的開始的地址。以及以后用到的程序的相關(guān)數(shù)據(jù)或者代碼相對于這個起始地址的位置（這是由編譯器事先安排好的），就構(gòu)成了我們所說的邏輯地址。邏輯地址就是相對于一個具體的程序（事實上是一個進程，即程序真正被運行時的相對地址）而言的。盡管我們這樣理解可能有一些細節(jié)上的偏差，但是比起網(wǎng)上一些含糊其辭，讓人不知所云的描述要好得多，實用得多，等到自己對這個地址有更加深刻的理解的時候，再對上面的理解進行一些補充或者糾正。
總之一句話，邏輯地址是相對于應(yīng)用程序而言的。
邏輯地址產(chǎn)生的歷史背景：
追根求源，Intel的8位機8080CPU，數(shù)據(jù)總線（DB）為8位，地址總線（AB）為16位。那么這個16位地址信息也是要通過8位數(shù)據(jù)總線來傳送，也是要在數(shù)據(jù)通道中的暫存器，以及在CPU中的寄存器和內(nèi)存中存放的，但由于AB正好是 DB的整數(shù)倍，故不會產(chǎn)生矛盾！
但當上升到16位機后，Intel8086/8088CPU的設(shè)計由于當年IC集成技術(shù)和外封裝及引腳技術(shù)的限制，不能超過40個引腳。但又感覺到8位機原來的地址尋址能力2^16＝64KB太少了，但直接增加到16的整數(shù)倍即令A(yù)B＝32位又是達不到的。故而只能把AB暫時增加4條成為20條。則 2^20＝1MB的尋址能力已經(jīng)增加了16倍。但此舉卻造成了AB的20位和DB的16位之間的矛盾，20位地址信息既無法在DB上傳送，又無法在16位的CPU寄存器和內(nèi)存單元中存放。于是應(yīng)運而生就產(chǎn)生了CPU段結(jié)構(gòu)的原理。
線性地址（Linear Address） 是邏輯地址到物理地址變換之間的中間層。程序代碼會產(chǎn)生邏輯地址，或者說是段中的偏移地址，加上相應(yīng)段的基地址就生成了一個線性地址。如果啟用了分頁機制，那么線性地址可以再經(jīng)變換以產(chǎn)生一個物理地址。若沒有啟用分頁機制，那么線性地址直接就是物理地址。Intel 80386的線性地址空間容量為4G（2的32次方即32根地址總線尋址）。
線性地址：
我們知道每臺計算機有一個CPU（我們從單CPU來說吧。多CPU的情況應(yīng)該是雷同的），最終所有的指令操作或者數(shù)據(jù)等等的運算都得由這個CPU來進行，而與CPU相關(guān)的寄存器就是暫存一些相關(guān)信息的存儲記憶設(shè)備。因此，從CPU的角度出發(fā)的話，我們可以將計算機的相關(guān)設(shè)備或者部件簡單分為兩類：一是數(shù)據(jù)或指令存儲記憶設(shè)備（如寄存器，內(nèi)存等等），一種是數(shù)據(jù)或指令通路（如地址線，數(shù)據(jù)線等等）。線性地址的本質(zhì)就是“CPU所看到的地址”。如果我們追根溯源，就會發(fā)現(xiàn)線性地址的就是伴隨著Intel的X86體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展而產(chǎn)生的。當32位CPU出現(xiàn)的時候，它的可尋址范圍達到4GB，而相對于內(nèi)存大小來說，這是一個相當巨大的數(shù)字，我們也一般不會用到這么大的內(nèi)存。那么這個時候CPU可見的4GB空間和內(nèi)存的實際容量產(chǎn)生了差距。而線性地址就是用于描述CPU可見的這4GB空間。我們知道在多進程操作系統(tǒng)中，每個進程擁有獨立的地址空間，擁有獨立的資源。但對于某一個特定的時刻，只有一個進程運行于CPU之上。此時，CPU看到的就是這個進程所占用的4GB空間，就是這個線性地址。而CPU所做的操作，也是針對這個線性空間而言的。之所以叫線性空間，大概是因為人們覺得這樣一個連續(xù)的空間排列成一線更加容易理解吧。其實就是CPU的可尋址范圍。
對linux而言，CPU將4GB劃分為兩個部分，0-3GB為用戶空間（也可以叫核外空間），3-4GB為內(nèi)核空間（也可以叫核內(nèi)空間）。操作系統(tǒng)相關(guān)的代碼，即內(nèi)核部分的代碼數(shù)據(jù)都會映射到內(nèi)核空間，而用戶進程則會映射到用戶空間。至于系統(tǒng)是如何將線性地址轉(zhuǎn)換到實際的物理內(nèi)存上，那是另外的話題了。網(wǎng)上到處可以找到相關(guān)文章，我不在此啰嗦。對于X86，無外乎段式管理和頁式管理。
物理地址（Physical Address） 是指出現(xiàn)在CPU外部地址總線上的尋址物理內(nèi)存的地址信號，是地址變換的最終結(jié)果地址。如果啟用了分頁機制，那么線性地址會使用頁目錄和頁表中的項變換成物理地址。如果沒有啟用分頁機制，那么線性地址就直接成為物理地址了。
虛擬內(nèi)存（Virtual Memory） 是指計算機呈現(xiàn)出要比實際擁有的內(nèi)存大得多的內(nèi)存量。因此它允許程序員編制并運行比實際系統(tǒng)擁有的內(nèi)存大得多的程序。這使得許多大型項目也能夠在具有有限內(nèi)存資源的系統(tǒng)上實現(xiàn)。一個很恰當?shù)谋扔魇牵耗悴恍枰荛L的軌道就可以讓一列火車從上海開到北京。你只需要足夠長的鐵軌（比如說3公里）就可以完成這個任務(wù)。采取的方法是把后面的鐵軌立刻鋪到火車的前面，只要你的操作足夠快并能滿足要求，列車就能象在一條完整的軌道上運行。這也就是虛擬內(nèi)存管理需要完成的任務(wù)。在Linux 0.11內(nèi)核中，給每個程序（進程）都劃分了總?cè)萘繛?4MB的虛擬內(nèi)存空間。因此程序的邏輯地址范圍是0x0000000到0x4000000。
有時我們也把邏輯地址稱為虛擬地址。因為與虛擬內(nèi)存空間的概念類似，邏輯地址也是與實際物理內(nèi)存容量無關(guān)的。
邏輯地址與物理地址的“差距”是0xC0000000，是由于虛擬地址->線性地址->物理地址映射正好差這個值。這個值是由操作系統(tǒng)指定的。
虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)化方法是與體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的。一般來說有分段、分頁兩種方式。以現(xiàn)在的x86 cpu為例，分段分頁都是支持的。Memory Mangement Unit負責從虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)化。邏輯地址是段標識+段內(nèi)偏移量的形式，MMU通過查詢段表，可以把邏輯地址轉(zhuǎn)化為線性地址。如果cpu沒有開啟分頁功能，那么線性地址就是物理地址；如果cpu開啟了分頁功能，MMU還需要查詢頁表來將線性地址轉(zhuǎn)化為物理地址：
邏輯地址 ----（段表）---> 線性地址 — （頁表）—> 物理地址
不同的邏輯地址可以映射到同一個線性地址上；不同的線性地址也可以映射到同一個物理地址上；所以是多對一的關(guān)系。另外，同一個線性地址，在發(fā)生換頁以后，也可能被重新裝載到另外一個物理地址上。所以這種多對一的映射關(guān)系也會隨時間發(fā)生變化。
