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： ?
如果需要连续的物理页，可以使用此函数，这是内核中内存分配的常用方式，也是大多数情况下应该使用的内存分配方式。 传递给函数的最常用的标志是GTP_ATOMIC和GTP_KERNEL。...，而mmio_start是物理地址，它是BIOS得到的，肯定是物理地址，而保护模式下CPU不认物理地址，只认虚拟地址），ioaddr+0就是第一个寄存器的地址，ioaddr+4就是第二个寄存器地址（每个寄存器占...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。...在没有使用虚拟存储器的机器上，地址被直接送到内存总线上，使具有相同地址的物理存储器被读写；而在使用了虚拟存储器的情况下，虚拟地址不是被直接送到内存地址总线上，而是送到存储器管理单元MMU，把虚拟地址映射为物理地址...虚拟地址空间划分成称为页（page）的单位，而相应的物理地址空间也被进行划分，单位是页帧(frame).页和页帧的大小必须相同。
虚拟地址： 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CPU引导完操作系统内核后，操作系统内核会进入一种CPU保护模式，也叫虚拟内存管理，在这之后的程序在运行时都处于虚拟内存当中...，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...现在操作系统运行在保护模式下即便知道其他进程的物理地址也不允许向其写入！但是可以通过操作系统留下的后门函数获取该进程上的虚拟地址空间所有控制权限并写入指定数据，详细会在反汇编编程中教给大家！ 2....，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...内存碎片，内存碎片分为两种，一种是内部碎片和外部碎片！
GDT在内存中的地址和大小存放在CPU的gdtr控制寄存器中，而LDT则在ldtr寄存器中。 什么时候使用全局和局部的呢？这是由段描述符中的T1字段表示的，=0，表示用GDT，=1表示用LDT。...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。
【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。...在 A 和 B 都运行的情况下，如果用户又运行了程序 C，而程序 C 需要 20M 大小的内存才能运行，而此时系统只剩下 8M 的空间可供使用，所以此时系统必须在已运行的程序中选择一个将该程序的数据暂时拷贝到硬盘上...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。
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。...在保护模式下，段寄存器保存的是段选择子，当进程被系统选中执行时，会把tss和ldt等信息加载到寄存器中，tss是保存进程上下文的，ldt是保存进程代码和数据段的首地址偏移以及权限等信息的。...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。...然后计算进程的代码和数据的线性地址首地址和限长，写到ldt的描述符中。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。...最后根据tss中的cs和ip执行进程。这就是文章开头的过程。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”。...我们没有必要存储那么细粒度的页表，一般是基于4KB、16KB和64KB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）。
在32位和64位下的地址空间大小是不一样的，为了方便这里使用32位来表述。32位从低到高一个有4GB的地址空间范围，实际上这个地址空间当中打印出来的地址，是该空间内对应的地址。...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。...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。...2.2 页表和写时拷贝 查页表对内存地址进行访问是CPU，它里面包含CR3寄存器内，CPU的还有有一个叫做MMU硬件（内存管理单元），快速把虚拟地址结合页表转化为物理地址。...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。
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...Memory , 指的是 随机存取存储器 RAM 和 只读存储器 ROM ; ② 设备内存 : Device Memory , 指的是 分配给 " 外围设备寄存器 " 的 物理地址 ; ARM64 架构..., 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。...在Linux中，内核空间是持续存在的，并且在所有进程中都映射到同样的物理内存。内核代码和数据总是可寻址，随时准备处理中断和系统调用。...本次调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的指令地址，程序由该点继续运行下条可执行语句。...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。...内存虚拟化过程 虚拟机本质上是Host机上的一个进程，按理说可以使用Host机的虚拟地址空间，但是在虚拟化模式下，虚拟机处于非root模式，无法直接访问 Root 模式下的 Host 机上的内存。...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...在计算机虚拟内存的概念中，页、内存页或者虚拟页是指内存中的一段固定长度的快，这个内存块在物理地址和虚拟内存地址上都是连续的。...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
比如 Windows 下的“进程因非法操作需要关闭” 和 Linux 下的 “Segmentation fault”，一般都是由于进程访问了非法的内存地址。...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。...下面以 C++ 为例，看一下常见变量所属的内存段。...参考文献 [1] linux内核空间和用户空间详解 [2] 程序或-内存区域分配（五个段）–终于搞明白了 [3] 进程内存分布剖析 [4] 深入理解计算机系统中文版[M].C1.7.3虚拟内存.P12
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...计算机物理内存的大小是固定的，就是计算机的实际物理内存，试想一下，如果操作系统没有虚拟地址机制，所有的应用程序访问的内存地址就是实际的物理地址，所以要将所有应用程序加载到内存中，但是我们实际的物理内存只有...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。
】进程理解与学习Ⅰ-进程概念 浅谈Linux下的shell--BASH 【Linux】进程理解与学习Ⅱ-进程状态 【Linux】进程理解与学习Ⅲ-环境变量 ---- 前言...知道 内存空间的划分是为了更好的管理和使用空间。就比如说栈区存放局部变量、静态区存放静态全局变量等。但是，我们这里的空间真的指的是 实际的物理空间吗？换句话来说，我们真的了解该空间吗？...，并不是真正意义上的物理地址（因为假如是物理地址，就不会出现同一个地址却有不同的值）。 那么这种非物理的地址叫什么呢？在Linux中我们称之为虚拟地址/线性地址。...物理空间与虚拟空间 既然我们所说的地址都是虚拟地址，那么真正的物理地址在哪里呢？？？虚拟地址与物理地址之间又有什么关系呢？...实际上，OS会通过页表，以及MMU的存在，将我们所谓的虚拟地址与物理地址之间建立一种映射关系，通过虚拟地址映射后的地址，可以寻到物理地址。同时可以将物理地址，经过页表映射虚拟地址返回给进程。
每个进程有自己的页目录，其中page table中关于内核部分指向相同，借用网上的这张图说明一下，假设CPU是32位，内核空间1G，用户态空间3G。 ?...再想想虚拟地址空间是如果生成的，gcc编译源代码生成elf格式, linux内核load可执行程序elf格式文件生成虚拟地址空间，虚拟地址空间由段和页构成，段有code，data，heap和stack等...用户态malloc一块内核，用虚拟地址访问发生pagefault，内核找一个page然后对应起来，那内核分配一个page的内存，内核先得到的是这个page的物理地址，然后把物理地址转换成内核虚拟地址，总之内核管理物理内存...guest和host是独立的系统，两者都有自己的虚拟地址和物理地址，唯一的关系就是把guest的物理地址映射到host的虚拟地址，也就是qemu进程的虚拟地址。...如果物理CPU支持pae特性，比较新一点的linux guest和kvm会检测自动把pae利用起来。
分段机制下，虚拟地址和物理地址是如何映射的？ 分段机制下的虚拟地址由两部分组成，段选择子和段内偏移量。 ? 内存分段-寻址的方式 段选择子就保存在段寄存器里面。...分页是把整个虚拟和物理内存空间切成一段段固定尺寸的大小。这样一个连续并且尺寸固定的内存空间，我们叫页（Page）。在 Linux 下，每一页的大小为 4KB。...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。
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