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。...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： ?
，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。
【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。...Linux 线性地址，逻辑地址和虚拟地址的关系？
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、Linux内核动态内存分配与释放 1.1 kmalloc函数 Kmalloc分配的是连续的物理地址空间。...，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。...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
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。 ? ?...这就是linux0.11版本中进程地址管理的实现。下面是fork后的结构图。 ?
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...... /* * the pfn (page frame number) are bits 0-54 (see * pagemap.txt in linux
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”。
此时计算机的体系结构中还存在一个页表，页表它的主要功能是负责将地址空间中的虚拟地址和物理地址之间建立映射关系。...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。...，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。...所以虚拟地址相同而物理地址不同。 3. 进程调度 Linux中的nice值并不是能任意调度的，而是从-20到19，这40个数字之间变换。
页表存放在物理内存中，打开mmu之后，如果需要修改页表，需要将页表所在的物理地址映射到虚拟地址才能访问页表（如内核初始化后会将物理内存线性映射，这样通过物理地址和虚拟地址的偏移就可以获得页表物理地址对应的虚拟地址...虚拟地址转换物理地址的过程：打开mmu后，cpu访问的都是虚拟地址，当cpu访问一个虚拟地址的时候，会通过cpu内部的mmu来查询物理地址，mmu首先通过虚拟地址在tlb中查找，如果找到相应表项，直接获得物理地址...2.找到L0级转换表，然后从虚拟地址中获得L0索引，通过L0索引找到相应的表项（arm64中称为L0表描述符，内核中叫做PGD表项），从表项中获得L1转换表基地址。...3.找到L1级转换表，然后从虚拟地址中获得L1索引，通过L1索引找到相应的表项（arm64中称为L1表描述符，内核中叫做PUD表项），从表项中获得L2转换表基地址。...4.找到L2级转换表，然后从虚拟地址中获得L2索引，通过L2索引找到相应的表项（arm64中称为L2表描述符，内核中叫做PUD表项），从表项中获得L3转换表基地址。
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..., 参考 【Linux 内核 内存管理】Linux 内核内存布局 ④ ( ARM64 架构体系内存分布 | 内核启动源码 start_kernel | 内存初始化 mm_init | mem_init...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 ;
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)。...事实上，这与Linux内核版本有关。...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 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...内核源码的 LINUX-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
背景介绍 一般情况下，Linux系统中进程的4GB内存空间被划分为2个部分-------用户空间和内核空间，大小分别为0~3G，3~4G。...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...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?...1611658978&q-header-list=&q-url-param-list=&q-signature=5c0b0c26dd1cdebc685635356ab863f8c95347b1] 通过10进制转16...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 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。...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。...可执行文件载入内存运行时，在 Linux 环境下的虚拟地址空间由一般有代码段、初始化数据段、未初始化数据段、堆和栈构成，如果程序使用了内存映射文件（比如共享库、共享文件），那么包含映射段。...64bits的Linux默认栈大小为10MB，可通过命令ulimit -s临时修改。
处理器是用来运行复杂系统的，比如Linux 支持虚拟内存系统。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。...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。...在stage1，操作系统认为 IPA 是物理地址空间。但是，hypervisor控制第二组转换，我们称之为stage2。stage2转换将 IPA 转换为物理地址。...虚拟机标识-使用拥有的虚拟机来标记翻译 EL0/EL1转换也可以用虚拟机标识符（VMID）进行标记。VMID 允许来自不同 VM 的转译在缓存中共存。...当安全状态支持虚拟化时，EL0/EL1转换总是被标记为VMID--即使Stage 2转换没有被启用。
内存分段-虚拟地址与物理地址 如果要访问段 3 中偏移量 500 的虚拟地址，我们可以计算出物理地址为，段 3 基地址 7000 + 偏移量 500 = 7500。...在 Linux 下，每一页的大小为 4KB。 虚拟地址与物理地址之间通过页表来映射，如下图： ?...分页机制下，虚拟地址和物理地址是如何映射的？ 在分页机制下，虚拟地址分为两部分，页号和页内偏移。...我们再来瞧一瞧，Linux 的虚拟地址空间是如何分布的？ 在 Linux 操作系统中，虚拟地址空间的内部又被分为内核空间和用户空间两部分，不同位数的系统，地址空间的范围也不同。...那既然有了虚拟地址空间，那必然要把虚拟地址「映射」到物理地址，这个事情通常由操作系统来维护。 那么对于虚拟地址与物理地址的映射关系，可以有分段和分页的方式，同时两者结合都是可以的。
在linux内核映射物理地址的简单代码。 使用request_mem_region和ioremap映射物理地址。 映射之后，可通过虚拟地址读写对应的寄存器。
领取专属 10元无门槛券
手把手带您无忧上云
云服务器
即时通信 IM
ICP备案
对象存储
实时音视频
