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
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”。...页表中除了保存着VA到PA的转换关系，还可以保存着相应存储空间的各种属性（比如可执行、可读和可写属性）。
虚拟地址 1.1 虚拟地址引入 先先来一个测试代码： 1 #include 2 #include 3 #include 4 #include...未来在用进程进行访问的时候，操作系统会自动用虚拟地址查页表转换为物理地址，然后让用户访问到数据。...父进程的代码可以通过页表地址映射转换到为了内存中代码，父进程通过连续的地址空间就可以访问到它的代码和数据 假设在物理内存上存放一个全局变量g_val，默认内容是100，g_val在页表在地址空间中都要被找到...，所以在地址空间的初始化数据中就有它的地址虚拟地址，页表的左侧也有它的虚拟地址，在页表右侧就有它对应的物理地址。...修改的只是子进程的物理地址和页表，而地址空间里面的依然是虚拟地址。子进程和父进程的虚拟地址是一样的，只是映射到物理内存到不同区域，所以对应看到的地址是一样的，但内容却不一样。
出现保护模式以后，提供虚拟地址空间对实际物理内存抽象虚拟，形成一一映射的关系。
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...为什么需要引入虚拟地址呢？...针对以上的一些问题，就引入了虚拟地址机制。程序访问存储器所使用的逻辑地址就是虚拟地址，通过逻辑地址映射到真正的物理内存上。...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。
这个沙盘就是虚拟地址空间(Virtual Address Space)，在32位模式下它是一个4GB的内存地址块。...虚拟地址通过页表(Page Table)映射到物理内存，页表由操作系统维护并被处理器引用。内核空间在页表中拥有较高特权级，因此用户态程序试图访问这些页时会导致一个页错误(page fault)。...8 保留区 位于虚拟地址空间的最低部分，未赋予物理地址。任何对它的引用都是非法的，用于捕捉使用空指针和小整型值指针引用内存的异常情况。...在32位X86架构的Linux系统中，用户进程可执行程序一般从虚拟地址空间0x08048000开始加载。该加载地址由ELF文件头决定，可通过自定义链接器脚本覆盖链接器默认配置，进而修改加载地址。
文章目录 1.虚拟地址空间简介 2.虚拟地址空间布局 参考文献 1.虚拟地址空间简介 虚拟地址空间（Virtual Address Space）是每一个程序被加载运行起来后，操作系统为进程分配的虚拟内存...每个进程所能访问的最大的虚拟地址空间由计算机的硬件平台决定，具体地说是由 CPU 的位数决定的。...比如 32 位的 CPU 决定了虚拟地址空间的大小为 0 - -1，即 0x00000000 - 0xFFFFFFFF，也就是我们常说的 4 GB 虚拟内存空间。...对于 Linux，4GB 的虚拟地址空间的默认分配状态如下： 2.虚拟地址空间布局 C/C++程序为编译链接后生成可执行的二进制文件，由多个段组成，一般包含代码段、数据段和 BSS 段等。...由于可执行文件段的数量较多，映射到虚拟地址空间时，由于段的大小往往并不是系统页大小的整数倍，多余部分也会占用一个页，这就会造成内存空间的浪费。
---- ---- 一、虚拟地址空间 1.虚拟地址的引出（看不到物理地址，只能看看虚拟地址喽） 1 #include 2 #include 3...虚拟地址还有另外两个名字，分别叫做线性地址和逻辑地址 2.虚拟地址空间布局（系统角度：六个段。语言角度：五个段。） 1....所以操作系统为了保证进程的独立性，通过虚拟地址空间，再到页表，让不同的进程使用的同一虚拟地址，能够映射到不同的物理内存处。 3....那其实就是在进行虚拟地址空间编址的选择呢，你是选择64比特位的方式进行虚拟地址空间编址呢？还是选择32位虚拟地址空间编址，一个是4GB一个是16GB，但也没啥用，因为都是虚拟的，仅仅只是空间范围而已。...编译器和进程一样也被画饼，所以CPU在读取加载到内存上的程序的时候，读取的就是程序的虚拟地址，背后通过操作系统在不断的切换虚拟地址和物理地址，以便使得CPU读取的地址始终是虚拟地址。 9.
MMU完成虚拟内存到物理内存的映射，即虚拟地址映射为物理地址； 流水线中预取指令取到的地址是虚拟地址，需要MMU转换以及设置访问权限 MMU采用分页机制(即按页来划分物理内存) 用MMU的是：Windows...逻辑地址转换成物理地址的过程是：用页号p去检索页表，从页表中得到该页的物理块号，把它装入物理地址寄存器中。同时，将页内地址d直接送入物理地址寄存器地块内地址字段中。...这样，物理地址寄存器中的内容就是由二者拼接成的实际访问内存的地址，从而完成了从逻辑地址到物理地址的转换。 TLB快表： TLB是MMU中的一块高速缓存,也是一种Cache....设置好之后，CPU每次执行访问内存的指令都会自动引发MMU做查表和地址转换操作，地址转换操作由硬件自动完成，不需要用指令控制MMU去做。...CPU要访问一个VA（Virtual Address）时，MMU会检查CPU当前处于用户模式还是特权模式，访问内存的目的是读数据、写数据还是取指令执行，如果与操作系统设定的权限相符，则允许访问，把VA转换成
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内核空间虚拟地址分布 ? 在 Kernel Image 下面有 16M 的内核空间用于 DMA 操作。...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。...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： ?
这就得说下ARM64的虚拟地址空间布局了。再说ARM64之前，需要说下32位的虚拟地址空间。 ?...那到64位机器上，虚拟地址空间应该如何分布？ 在ARM64上目前还不完全支持64位的虚拟地址，那是如何分配的呢？ARM支持多种位数的虚拟地址宽度，如下图是支持48位的虚拟地址宽度 ?...，每个进程感觉自己都能看到整个虚拟地址空间，大小用TASK_SIZE表示 32位用户空间程序：TASK_SIZE=TASK_SIZE_32=0x100000000=4G （64位内核运行32位应用程序时...） 64位用户空间程序：TASK_SIZE=TASK_SIZE_64=1<<39 如果地址宽度是39位的话，虚拟地址空间分布如下： ?...这下清楚了ARM64位虚拟地址空间布局后，我们再回过头去看看我们出错的地址。
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。...____________| | C:FFFFFF8008015000| A:C549F000 上面0xFFFFFF8008015000就是虚拟地址...= 0x1), 前期条件： 虚拟地址：0xFFFFFF8008015000 init_mm→pgd的值：0xFFFFFF9B4FCA7000 PGD_Index = 虚拟地址>>30位 = （0xFFFFFF8008015000...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。...如果你访问一段虚拟地址，页表中是无法执行的权限，但是你想执行这段代码就会出错 reference: 引用之类的 cache： cache是否有效。
【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...（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...叫法不同而已 编译器产生的地址 逻辑（虚拟）地址经过分段转化为线性地址 线性地址经过分页转为物理地址 地址转换流程 按照逻辑地址中的页号查快表 若该页已存在快表中，则由页架号和单元号形成绝对地址
文章目录 一、Linux 内核中对 " 虚拟地址空间 " 的描述 二、task_struct 结构体源码 一、Linux 内核中对 " 虚拟地址空间 " 的描述 ---- 进程 的 " 虚拟地址空间 "...由 mm_struct 和 vm_area_struct 两个数据结构描述 ; mm_struct 是 “最高层次 " 上描述 ” 整个虚拟地址空间 “ 的结构体 ; 该结构是对 ” 整个 “ ” 用户空间..." 进行描述 ; vm_area_struct 是 " 较高层次 " 上的描述 " 虚拟地址空间 " 的区间 的 ; 每个进程只有 1 个 mm_struct 结构体数据 , 用于描述 整个 "...虚拟地址空间 " ; 则 对应的 " 进程描述符 task_struct " 中 , 有 1 个指针指向 mm_struct 结构体 ; task_struct -> mm_struct -> vm_area_struct
Linux可执行文件与进程的虚拟地址空间 一个可执行文件被执行的同时也伴随着一个新的进程的创建。...Linux会为这个进程创建一个新的虚拟地址空间，然后会读取可执行文件的文件头，建立虚拟地址空间与可执行文件的映射关系，然后将CPU的指令指针寄存器设置成可执行文件的入口地址，然后CPU就会从这里取指令执行...32位的虚拟地址空间 ? 64位的虚拟地址空间 ? Proc目录下的进程虚拟地址空间布局 Linux在装载可执行文件的时候，会将这些segment映射到进程的地址空间中。...Linux将进程虚拟地址空间中的一个段叫做虚拟内存区域（VMA）。在/proc目录下，可以查看一个进程的虚拟地址空间，通过命令 cat /proc/pid/maps ?...FileSiz表示segment在ELF文件中所占的大小，MemSiz表示segment在进程虚拟地址空间中所占的大小。
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...0x2b601010 virt:0x7f81e402b010 phys:0x3ceec010 内核态实现pagemap proc接口的代码位于： fs/proc/task_mmu.c 其中比较核心的函数是把PTE转换为
文章目录 一、用户虚拟地址空间组成 二、内存描述符 mm_struct 结构体源码 一、用户虚拟地址空间组成 ---- " 用户虚拟地址空间 " 包括以下区域 : ① 代码段 ② 数据段 ③ 未初始化数据段...通过 malloc brk vmalloc 等函数 申请的 动态分配 的内存 ; ⑥ 栈内存 : 存放 局部变量 和 函数调用栈 ; ⑦ 内存映射区 : 将 文件 通过 mmap 函数 映射到 " 虚拟地址空间...存放着程序运行的 环境变量 与 参数配置 信息 ; 二、内存描述符 mm_struct 结构体源码 ---- 在 Linux 内核中 , 使用 " 内存描述符 " mm_struct 结构体 代表 " 用户虚拟地址内存空间
要查看一个进程的虚拟地址空间的内存布局，需要设置阻塞。如果没有设置阻塞，当./a.out按下去后，程序执行的速度非常快以至于来不及查看，所以需要设置阻塞。.../a.out &放在后台执行 3. ps -u查看进程id 4. cat /proc/进程id/maps 输出进程虚拟地址空间的布局
逻辑地址和物理地址的页内地址一样。 页面大小为 4KB ，为 10的 12 次方，意味着 12 位是 页内地址。 右侧 12 为位页内地址，页内地址完全...
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