
【計】 B-store; base address register; base register
在計算機體系結構和硬件設計中,基地址寄存器(Base Address Register, BAR) 是一種專用寄存器,用于存儲内存或I/O空間中某個連續區域的起始地址(基地址)。它通常與界限寄存器(Limit Register) 配合使用,共同實現内存保護或地址映射功能。
地址定位
BAR 存儲設備(如外設、内存塊)在系統地址空間中的起始位置。CPU 或 DMA 控制器通過“基地址 + 偏移量”訪問目标資源。
示例: PCI 設備的配置空間中包含多個 BAR,用于分配設備所需的内存或 I/O 地址範圍。
内存保護與隔離
操作系統通過設置不同進程的 BAR 值,限定其可訪問的物理地址範圍,防止越權訪問(如 Linux 内核中的内存管理單元 MMU 利用類似機制)。
動态地址重映射
在虛拟化環境中,Hypervisor 通過修改 BAR 實現物理地址到虛拟機虛拟地址的動态轉換(如 Intel VT-d 技術中的重映射機制)。
PCI/PCIe 設備配置
每個 PCI 設備最多擁有 6 個 BAR,用于聲明所需的内存或 I/O 空間大小及類型(32位/64位)。系統 BIOS 或 OS 在啟動時為 BAR 分配實際基地址。
來源: PCI-SIG 官方标準文檔(PCI Express Base Specification)。
嵌入式系統内存管理
微控制器(如 ARM Cortex-M)通過内存保護單元(MPU)的 BAR 定義内存區域權限(隻讀、禁止訪問等)。
硬件虛拟化支持
I/O 内存管理單元(IOMMU)利用 BAR 重定向設備 DMA 請求,确保虛拟機隔離性(如 AMD-Vi 和 Intel VT-d)。
0
=内存空間,1
=I/O 空間)。David Patterson 與 John Hennessy 合著的 《Computer Organization and Design》(RISC-V 版)詳細解釋了寄存器在内存層次中的作用(Section 5.5)。
PCI-SIG 發布的 PCI Express Base Specification(Rev. 5.0)第 7.5.1 節明确定義 BAR 結構與編程接口。
ARMv8-A Architecture Reference Manual 中 “Memory Protection Unit” 章節描述 BAR 在安全域隔離中的應用(Chapter B3)。
中文 | 英文 |
---|---|
基地址寄存器 | Base Address Register (BAR) |
界限寄存器 | Limit Register |
地址重映射 | Address Remapping |
配置空間 | Configuration Space |
内存保護單元 | Memory Protection Unit (MPU) |
注:因搜索結果未提供可直接引用的線上資源鍊接,本文引用來源以權威技術規範與教材為主,确保内容符合 原則。實際應用中建議查閱廠商硬件手冊(如 Intel/AMD 芯片組文檔)獲取具體實現細節。
基地址寄存器(Base Address Register)是計算機體系結構和内存管理中的關鍵概念,主要用于地址轉換和内存保護。以下是詳細解釋:
基地址寄存器是一種專用硬件寄存器,存儲内存段的起始地址。程式訪問内存時,通過基地址寄存器中的基址與邏輯地址(偏移量)相加,得到物理地址。其核心公式為: $$ 物理地址 = 基地址 + 邏輯地址 $$
動态重定位
程式加載到内存時,操作系統為其分配動态的基地址,無需修改程式代碼即可在内存中靈活移動(例如虛拟内存管理)。
内存保護
通常與界限寄存器(Limit Register)配合使用,确保邏輯地址不超過段的範圍,防止越界訪問。例如:
多任務支持
不同進程的基地址寄存器獨立,實現内存空間隔離,保障多任務環境的安全性。
程式生成的邏輯地址本質是相對于基地址的偏移量。例如:
0x4000
,邏輯地址為0x0200
,則物理地址為0x4200
。若需進一步了解硬件實現細節(如x86架構的段寄存器),建議參考計算機組成原理或操作系統相關教材。
白葉枯黴素半選單元變換域處理避免雙重徵稅協定材料低估調整撤消工作表保護次矩陣催化常數法律援助證書公共事業的發展共用物行波磁控管振蕩航次建造價值競争性投标連續的耐酸水泥哌雙咪酮烹饪普通選舉制情感轉移融合硬厚性牛皮癬射門深度優先搜索水晶水土適應說明原理算符外股