上一节内容的学习我们知道了CPU是如何访问内存的，CPU拿到内存后就可以向其它人（kernel的其它模块、内核线程、用户空间进程、等等）提供服务，主要包括： 以虚拟地址（VA）的形式，为应用程序提供远大于物理内存的虚拟地址空间...Linux用户空间虚拟地址分布 ? 用户进程的代码区一般从虚拟地址空间的 0x08048000 开始，这是为了便于检查空指针。...Linux物理地址和虚拟地址的关系 ? Linux 将 4G 的线性地址空间分为2部分，0~3G 为 user space，3G~4G 为 kernel space。...由于开启了分页机制，内核想要访问物理地址空间的话，必须先建立映射关系，然后通过虚拟地址来访问。为了能够访问所有的物理地址空间，就要将全部物理地址空间映射到 1G 的内核线性空间中，这显然不可能。...虽然这样存在效率的问题，但是内核毕竟可以正常的访问所有的物理地址空间了。 到这里我们应该知道了 Linux 是如何用虚拟地址来映射物理地址的，最后我们用一张图来总结一下： ?
【操作系统复习】 物理地址虚拟地址 物理地址和虚拟地址的区别 物理地址 逻辑地址 线性地址 为什么要分成物理地址和虚拟地址 物理内存及虚拟内存定义 为什么要有虚拟内存 虚拟内存的实现（可以在页式或段式内存管理的基础上实现...虚拟地址转换为物理地址的过程 快表是存储在哪里的 物理地址和虚拟地址的区别 操作系统有物理地址、逻辑地址、线性地址（也叫虚拟地址）三种地址 物理地址 在存储器里以字节为单位存储信息，为正确地存放或取得信息...如果没有启用分页机制，那么线性地址直接就是物理地址。 为什么要分成物理地址和虚拟地址 物理内存及虚拟内存定义 物理内存是相对于虚拟内存而言的。...（我回答虚拟地址就是逻辑地址。。） 如果是没有使用虚拟内存的页式/段式系统，没有虚拟地址这一说法， 逻辑地址一定直接可以转换为物理地址，因为进程都在内存中存储。...- 陈硕的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/29918252/answer/163448670 虚拟地址转换为物理地址的过程 逻辑地址和虚拟地址是一个意思
我们这次来根据dump动手来实际转化一个虚拟地址到物理地址，此次的地址不是线性地址映射。...，而我们努力的方向就是物理地址：0xC549F000。...表的基地址 根据PDM基地址+PMD_Index获取PMD中的一项，此项就是PTE表的基地址 根据PTE基地址+PTE_Index获取直接页表的基地址 根据直接页表的地址+offset就可以获取真正的物理地址...0x17AC060A8 PTE_entry_phy = rd(0x17AC060A8) = 0xE00000C549F793 pfn = 0xE00000C549F793 >> 12 = 0xC549F 物理地址...present的意思是页是否是有效的，无效代表虚拟到物理地址之间的转化无效，当访问虚拟地址的时候就会page fault protection ：权限之类的，是否读写执行权限之类的。
一般我们不需要从用户态得到进程虚拟地址对应的物理地址，因为一般来说用户进程是完全不关心物理地址的。 少数应用场景下，用户可能会关心，比如在用户态做DMA的场景（如DPDK之类的）。...从用户态得到虚拟地址对应的物理地址，我们不可能去walk进程的page table，也没有权限。不过还好内核给我们提供了一个接口，叫pagemap，而且，这个接口与硬件的体系架构无关。...在/proc/pid/下面有个文件叫pagemap，它会每个page，生成了一个64bit的描述符，来描述虚拟地址这一页对应的物理页帧号或者SWAP里面的便宜，详见文档： linux/Documentation...下面我们忽略swap的影响（假设关闭了swap或者page一直是pin的状态），从DPDK抄一段虚拟地址转换为物理地址的代码： #define phys_addr_t uint64_t #define...，之后加上virtaddr % page_size的页内偏移，得到最终的物理地址。
，虚拟内存里的所有地址都是不直接的，所以你有时候可以看到一个虚拟地址对应不同的物理地址，比如A进程里的call函数入口虚拟地址是0x001，而B也是，但是它俩对应的物理地址却是不同的，操作系统采用这种内存管理方法...当我们要对物理地址做操作时比如if语句要根据CPU的状态标志寄存器来做不同的跳转，那么这个时候就要对CPU额状态寄存器做操作了就必须知道它的物理地址，内存中有一个电子元件叫MMU负责从操作系统已经初始化好的内存映射表里查询与虚拟地址对应的物理地址并转换...，比如mov 0x4h8这个是虚拟地址，当我们要对这个虚拟地址里写数据时那么MMU会先判断CPU的分页状态寄存器里的标志状态是否被设定，如果被设定那么MMU就会捕获这个虚拟地址物理并在操作系统内核初始化好的内存映射表里查询与之对应的物理地址...，并将其转换成真正的实际物理地址，然后在对这个实际的物理地址给CPU，在由CPU去执行对应的命令，相反CPU往内存里读数据时比如A进程要读取内存中某个虚拟地址的数据，A进程里的指令给的是虚拟地址，MMU...首先会检查CPU的分页状态寄存器标志位是否被设置，如果被设置MMU会捕获这个虚拟地址并将其转换成相应的物理地址然后提交给CPU，在由CPU到内存中去取数据！
如果不使用段偏移表示地址的话则称为虚拟地址！...如果启用了分页机制，那么MMU内存管理单元会在内存映射表里寻找与线性地址对应的物理地址。若没有启用分页机制，那么线性地址直接就是物理地址。...1.虚拟地址是CPU保护模式下的一个概念，保护模式是80286系列和之后的x86兼容CPU操作模式，在进入虚拟模式之前CPU以及Bootloader，操作系统内核均运行在实模式下，直接对物理地址进行操作...7.内存中有一个叫MMU（内存管理单元）的电子元件负责从操作系统已经初始化好的内存映射表里查询与虚拟地址对应的物理地址并转换， 8.逻辑地址由两部份组成，段标识符和段内偏移量。...线性地址是逻辑地址到物理地址之间的一个中间层变换，程序代码会产生逻辑地址，或者说是段中的偏移地址，加上相应段的基地址就生成了一个线性地址。
，addr要关联的是虚拟地址，pfn是要关联的物理地址，size是关联的长度是多少。 ...phys_to_virt只是计算出某个已知物理地址所对应的虚拟地址。将内核物理地址转化为虚拟地址。 virt_to_phys ：将内核虚拟地址转化为物理地址。...2、ioremap 允许对一个物理地址进行多次映射，而且分配的虚拟空间地址各不相同（多个虚拟地址对应于同一个物理地址）。而且，ioumap相互不影响。 ...与虚拟地址空间和虚拟地址相对应的则是物理地址空间和物理地址，大多数时候我们的系统所具备的物理地址空间只是虚拟地址空间的一个子集。...5.3 虚拟地址与物理地址介绍 1）虚拟地址/物理地址 如果处理器没有MMU，CPU内部执行单元产生的内存地址信号将直接通过地址总线发送到芯片引脚，被内存芯片接收，这就是物理地址(physical address
在系统层面上，虚拟地址产生的原因之一也是因为软件应用的地址空间远大于实际物理空间。这个时候系统上的硬件或者软件除了需要完成业务，还要进行VA到PA的转换，让业务访问到实际的物理地址空间。...虚拟地址产生的另外一个原因就是给软件减负，在撸代码的时候不会关心变量具体存在那里，会不会和其它的地址范围发生冲突。 ?...为了实现虚拟地址到物理地址的转换，那么就需要硬件具有格外的资源存储VA2PA的转换关系，即页表。 ? 那么这个时候就会涉及粒度问题，对，就是最近互联网黑话“颗粒度”中的“粒度”。
进程的地址有三种，分别是虚拟地址（逻辑地址）、线性地址、物理地址。在分析之前先讲一下进程执行的时候，地址的解析过程。...然后根据cs的值选择idt表格中的一项，从而得到代码段的基地址和限长，用基地址加上ip指向的偏移得到一个线性地址，这个线性地址分为三个部分，分别是页目录索引，页表索引，物理地址偏移。...然后到页目录吧和页表中找到物理地址基地址，再加线性地址中的偏移部分，得到物理地址。下面我们看看这些内容是怎么设置的，使得执行的时候能正确找到我们想要的地址去执行代码。我们从fork函数开始。...用线性地址的首地址加上ip 中的偏移，得到线性地址，然后再通过页目录和页表得到物理 地址，物理地址还没有分配则进行缺页异常等处理。...接着复制页表，但是不分配物理地址。最后把tss结构和ldt结构挂载到GDT中。fork函数就完成了。下面看看选择子和描述符的格式。 ? ?
所以内存软件虚拟化的目标是要将虚拟机的虚拟地址（Guest Virtual Address, GVA）转化成Host的物理地址(Host Phyiscal Address, HPA)，中间要经过虚拟机的物理地址...当程序不分段时，找到堆中虚拟地值的物理地址很简单，物理地址 = 基地址 + 虚拟地址 当程序分段时，找到堆中物理地址会复杂一些，物理地址 = 基地址 + （虚拟地址 - 该段的开头的虚拟地址） 当不分段时...显然 物理地址 = 基地址 + 虚拟地址 当分段时：整个程序的内存空间不再连续，每一段都有自己独特的基地址，但是虚拟地址还是相对于之前只有一个基地址时的值，那么此时虚拟地址就无法直接表示其在第几个内存空间了...因此 物理地址 = 基地址 + 虚拟地址 - 段开头的虚拟地址 这块代码就是GVA->GPA的过程： [2w7vr4xv1g.png?...最终得到物理地址. Reference 1. 内存虚拟化 2. 虚拟地址到物理地址（内存虚拟化） 3. Linux上地址映射 4. 地址映射 —— 输出虚拟地址所对应的物理地址
文章目录 一、物理地址空间 二、外围设备寄存器 三、外围设备寄存器物理地址 映射到 虚拟地址空间 一、物理地址空间 ---- " 物理地址空间 “ 是 CPU 处理器 在 ” 总线 " 上 访问内存的地址..., RISC 处理器 只能访问 物理地址空间 , 系统的 外围设备 与 物理内存 都使用 统一的物理地址空间 访问 ; RISC 全称 " Reduced Instruction Set Computer..." , 精简指令集计算机 ; 分配给 " 外围设备 " 的 物理地址 , 又称为 " 设备内存 " ; ARM64 架构的系统中 , 物理地址空间 分为 2 类 : ① 正常内存 : Normal...映射到 虚拟地址空间 用户空间 的 应用进程 , 访问 " 外围设备寄存器 " 只能通过 " 虚拟地址 " 实现 , Linux 内核 提供了 相关 API 函数 , 将 " 外围设备寄存器 “ 对应的...” 物理地址 “ 映射到了 ” 虚拟地址空间 " 中 ;
文章目录 一、虚拟地址空间布局架构 二、用户虚拟地址空间划分 一、虚拟地址空间布局架构 ---- 在 64 位的 Linux 操作系统中 , " ARM64 架构 " 并 不支持 64 位的虚拟地址..., 最大只支持 48 位的虚拟地址 , 64 位地址太大 , 并不需要那么大的内存空间 ; " ARM64 架构 " 中 , Linux 系统的 " 内核虚拟地址 “ 与 ” 用户虚拟地址 "...是等同的 ; 用户虚拟地址 : 0x 0000 0000 0000 0000 ~ 0x 0000 FFFF FFFF FFFF , 48 位有效地址 ; 内核虚拟地址 : 0x FFFF 0000...0000 0000 ~ 0x FFFF FFFF FFFF FFFF , 48 位有效地址 ; 二、用户虚拟地址空间划分 ---- Linux 操作系统 进程 的 " 用户虚拟空间 " 起始地址...4.12\arch\arm64\include\asm\memory.h#86 中 , 定义了 TASK_SIZE 与 TASK_SIZE_64 宏 ; VA_BITS 是编译内核时 , 选择的 " 虚拟地址空间
/a.out 0x7ffefd057a8c 0x7ffefd057a80 0x02 虚拟地址到物理地址的转换 既然我们是用内存来存取数据，最终肯定是要用到它的物理地址的，那虚拟地址是如何转换成物理地址的呢...对于64位的平台来说，4-level paging支持256TiB的虚拟地址空间，以及64TiB的物理地址空间，5-level paging支持128PiB的虚拟地址空间，以及4PiB的物理地址空间。...cr3寄存器中，这样当cpu在执行程序代码并遇到虚拟地址时，就会自动执行以下步骤，将虚拟地址转换成物理地址。...在PTE中，我们拿出其中51:12位，作为最终物理地址的51:12位，然后从虚拟地址中拿出剩下11:0位，作为最终物理地址的11:0位，这样我们就得到了一个总长度为52位的物理地址，cpu会拿着这个物理地址去到对应的内存中存取数据...，且包括最终的物理地址，长度都是52位，而并不是虚拟地址中使用的48位。
软件在操作系统上运行只能看到虚拟地址，而处理器负责把虚拟地址转换为物理地址。这些物理地址最终都会被内存系统转换为实际的物理位置。...虚拟地址通过映射关系转换为物理地址。...因为不同软件的物理地址是不同的，所以这就会改变虚拟地址和物理地址之间的映射关系。 内存管理单元 内存管理单元(MMU)负责把软件使用的虚拟地址转换为内存系统使用的物理地址。...此entry是虚拟地址对应的物理地址。图中标记为“offset in block”的是该块内的偏移量，虚拟地址与物理地址的offset是一一对应的，不会因为发生转换而改变。...Non-secure state:虚拟地址只能映射到非安全的物理地址 Secure state:虚拟地址可以映射到安全的/非安全的物理地址 Realm state:虚拟地址可以映射到Realm 和非安全的物理地址
正文 没有用MmMapIoSpace，用了映射的方式对物理地址数据进行读写，之前测试MmMapIoSpace在win10较高版本用不了，貌似是不支持了。...用法和效果如下，加载驱动后，Read.exe用来读取物理地址的数据，限制为0x100字节大小，当然可以通过修改驱动代码来读取任意字节，我这里只是给了个demo；Write.exe则是对指定的物理地址进行写操作...注 不是驱动大佬，可能驱动代码写的并不是很好，如果有什么意见或者驱动存在了蓝屏的问题，欢迎指出和指导 /* function 读取物理地址，大小为FF argv MapAddress：物理地址映射出来的地址...NTSTATUS status; PVOID BaseAddress = NULL; // 映射的虚地址 DWORD32 offset; LARGE_INTEGER SectionOffset; //存放物理地址...：物理地址 WriteData：写入数据 return 返回状态 */ NTSTATUS WritePhysicalMemory(DWORD64 PhysicalAddress, DWORD32 WriteData
数据cache缓存地址(虚拟地址或者物理地址)和数据。TLB缓存虚拟地址和其映射的物理地址。 TLB根据虚拟地址查找cache，它没得选，只能根据虚拟地址查找。所以TLB是一个虚拟高速缓存。...硬件存在TLB后，虚拟地址到物理地址的转换过程发生了变化。 虚拟地址首先发往TLB确认是否命中cache，如果cache hit直接可以得到物理地址。否则，一级一级查找页表获取物理地址。...TLB的特殊 虚拟地址映射物理地址的最小单位是4KB。所以TLB其实不需要存储虚拟地址和物理地址的低12位(因为低12位是一样的，根本没必要存储)。...由于TLB的特殊性，存储的是虚拟地址和物理地址的对应关系。 因此，对于单个进程来说，同一时间一个虚拟地址对应一个物理地址，一个物理地址可以被多个虚拟地址映射。...例如，建立虚拟地址A到物理地址B的映射，我们并不知道之前是否存在虚拟地址A到物理地址C的映射情况。所以就统一在建立映射关系的时候flush TLB。
这里要引入虚拟地址的概念：CPU发出的地址是虚拟地址，它经过MMU(Memory Manage Unit，内存管理单元)映射到物理地址上，对于不同进程的同一个虚拟地址，MMU会把它们映射到不同的物理地址...当前运行的是app2时，MMU会把CPU发出的虚拟地址addr映射为物理地址paddr2，用paddr2去访问内存。 MMU负责把虚拟地址映射为物理地址，虚拟地址映射到哪个物理地址去？...、物理地址，mm_struct中用mmap来描述虚拟地址，用pgd来描述对应的物理地址。...每一个APP的虚拟地址可能相同，物理地址不相同，这些对应关系保存在pgd中。...里面含有虚拟地址的地址范围、权限。 ② 确定物理地址： 你想映射某个内核buffer，你需要得到它的物理地址，这得由你提供。
物理地址 VS 虚拟地址 物理地址：逻辑上，我们可以把物理内存看成一个大数组，其中每个字节都可以通过与之对应的地址进行访问，这个地址就叫做物理地址 虚拟地址 ：应用程序在运行时使用的地址 CPU翻译虚拟地址的过程大概如图所示...平常加载程序的顺序是 操作系统把程序从磁盘加载到内存中（程序一开始是在磁盘中存放的） CPU去执行程序的第一条指令但是这个指令现在在物理内存中 cpu取指令取的是该指令的虚拟地址，由MMU翻译为物理地址...这个读物理地址的请求将通过总线，传送到相应的物理内存中，然后物理内存把该指令发送给CPU 分段 “MMU将虚拟地址翻译为物理地址主要有两种机制 ：分段和分页 分段机制 操作系统以“段”（一段连续的物理内存...）的形式管理/分配物理内存 应用程序的虚拟地址空间由若干个大小不同的段组成：代码段、数据段等等 当CPU访问虚拟地址中的某一个段的时候，MMU会通过查询段表来得到该段对应的物理地址 ?...虚拟地址翻译为物理地址的步骤变为 根据逻辑地址取出其中的段号，判断这个段号是否正常 如果正常，则找到该段号对应的页表初始地址 根据页号是否正常，若正常则根据页号找到物理初始地址，在加上页内偏移量则找到真正的物理地址
虚拟地址会通过硬件 MMU（内存管理单元）映射到实际的物理地址空间中，建立虚拟地址到物理地址的映射关系后，对虚拟地址的读写操作实际上就是对物理地址的读写操作，MMU 会将物理地址“翻译”为对应的物理地址...Linux 系统下，应用程序运行在一个虚拟地址空间中，所以程序中读写的内存地址对应也是虚拟地址，并不是真正的物理地址，譬如应用程序中读写 0x80800000 这个地址，实际上并不对应于硬件的 0x80800000...所有应用程序运行在自己的虚拟地址空间中，使得进程的虚拟地址空间和物理地址空间隔离开来，这样做带来了很多的优点： ⚫ 进程与进程、进程与内核相互隔离。...一个进程不能读取或修改另一个进程或内核的内存数据，这是因为每一个进程的虚拟地址空间映射到了不同的物理地址空间。提高了系统的安全性与稳定性。 ⚫ 在某些应用场合下，两个或者更多进程能够共享内存。...因为每个进程都有自己的映射表，可以让不同进程的虚拟地址空间映射到相同的物理地址空间中。通常，共享内存可用于实现进程间通信。 ⚫ 便于实现内存保护机制。
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