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一文看懂影子和扩展

后引入机制,把虚拟地址送往MMU,MMU查TLB不中的情况下,依次查就可以找到对应的物理地址。...二.影子 (Shadow page table) 影子我用一句话来描述就是:VMM把Guest和Host中的合并成一个,称为影子,来实现GVA->HPA映射。...4, 把GVA -> HPA,这一路的映射关系记录到中,这个就是影子。...虚拟机和影子通过一个哈希建立关联(当然也有其他的关联方式),客户机操作系统把当前进程的基址载入PDBR时而VMM将会截获这一特权指令,将进程的影子基址载入客户机PDBR,使客户机在恢复运行时...硬件层面引入EPTP寄存器,来指向EPT基地址。Guest运行时,Guest被载入PDBR,而 EPT 被载入专门的EPT 指针寄存器 EPTP。

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内核调试

一、配置内核 首先配置内核,使其支持导出内核到debugfs下面: Kernel hacking ---> ---> [*] Export kernel pagetable layout to...start] - [PCI I/O end]同上,专门用于PCI设备使用的地址空间,一般映射大小为16M [vmemmap start] - [vmemmap end]对与ARM64用于page映射区,linux...地址空间port属性说明 第一列 当前的映射范围地址 第二列 代表此映射范围大小 PMD PUD PTE 当标识为PMD PUD表示当前映射为block映射,如当前为4K,则pud的block映射一次性可映射...当标识为PTE表示为映射即PAGE_SIZE大小4K。 USR AP标记,用于标识当前范围是否在用户空间还是内核空间可读可写或者仅读。...x表述当前范围特权级别模式可执行,就是内核的可执行代码段,在内核中这段一般指向内核的text*段 SHD 表示可共享属性,在arm64上表述为多核之间可共享其可见 AF 访问标志,当首次映射时,

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Linux内核管理-那些鲜为人知的秘密

,而管理是在虚拟内存管理中尤为重要,本文主要以回答几个管理中关键性问题来解析Linux内核管理,看一看管理中那些鲜为人知的秘密。...,而对使用虚拟地址的用户进程来说是透明的;通过,很容易实现内存共享,使得一份共享库很多进程都可以映射到自己地址空间使用;通过,可以小内存加载大应用程序运行,在运行时按需加载和映射... 3.的存放在哪...Linux内核为何使用多级?...2)Linux内核 填写,将基地址告诉mmu 内核初始化建立内核,实现缺页异常等机制为用户任务按需分配并映射。 当然,内核也可以遍历,如缺页异常时遍历进程。 10....12.遍历过程 下面以arm64处理器架构多级遍历作为结束(使用4级大小为4K): Linux内核中 可以将扩展到5级,分别是全局目录(Page Global Directory,

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深入理解Linux内核映射分页机制原理

而VPN到PFN的映射关系是通过表记录的。MMU通过表记录的映射关系完成VPN到PFN的转换,即找到了就找到了物理地址。 1.1 在哪里?...而Linux有一个三层的结构,可以很容易地将其包装成适合两层的结构—只使用PGD和PTE。但是,Linux还要求每个页面有一个“PTE”,而且至少要有一个“dirty”位。...因此,在这里稍微调整了实现—告诉Linux在第一级有2048个条目,每个都是8字节。二级包含两个连续排列的硬件PTE表项,前面的表项是包含Linux需要的状态信息的Linux PTE。...ARMv7属性的定义分为Linux版本的和ARMv7硬件的Linux版本的PTE属性定义加入前缀L_,如下所示: /* * "Linux" PTE definitions....通过对比Linux版本的和ARMv7硬件的会发现,ARMv7硬件的缺少“dirty”位和“young”位。

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Linux-3.14.12内存管理笔记【建立内核(1)】

前面已经分析过了Intel的内存映射和linux的基本使用情况,已知head_32.S仅是建立临时,内核还是要建立内核,做到全面映射的。...建立内核前奏,了解两个很关键的变量: max_pfn:最大物理内存页面帧号; max_low_pfn:低端内存区(直接映射空间区的内存)的最大可用帧号; max_pfn 的值来自setup_arch...Linux是一个支持多硬件平台的操作系统,各种硬件芯片的分页并非固定的2级(全局目录和),仅仅Intel处理器而言,就存在3级的情况(全局目录、中间目录和),而到了64位系统的时候就成了4...所以Linux为了保持良好的兼容性和移植性,系统设计成了以下的4级分页模型,根据平台环境和配置的情况,通过将上级目录和中间目录的索引位设置为0,从而隐藏了三级目录和中间目录的存在。...此外还有一个准备操作,在setup_arch()函数中调用的缓冲区申请操作: early_alloc_pgt_buf(): 【file:/arch/x86/mm/init.c】 void __init

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Mysql在哪些场景会flush脏

我们在日常使用sql中,查询数据库反映的时间过长,这时候可能是flush脏导致的,而脏会什么时候触发呢? 当查询的数量太多,每次全量查询都会淘汰掉脏从而触发磁盘的I/O操作户导致查询时间过长。...系统内存不足时候,需要淘汰脏给新的使用。 当mysql系统认为空闲的时候,会刷新脏到磁盘。 当mysql服务器正常关闭,会刷新脏到磁盘。...脏和干净都是在内存里的,当磁盘上的数据与buffer pool里的数据不一致,这时候就是脏。当内存里的数据写到磁盘后,内存和磁盘里的内容数据保持一致,则称为干净。...(innoDB-buffer-pool-size) 因为有脏和干净的存在,所以有了free 链表 和 flush链表,以及lru链表,每次有新数据查询,总不能每次查找干净,与是干净同意放在free...链表,修改数据的脏统一放在flush链表。

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多级的好处

,如果只使用了一个,一个表项的大小为4byte,32位系统有4GB的物理空间(一个进程看到是4GB大小的虚拟空间),每一个表项对应着物理空间的第xxx(4KB大小的),那么应该有4GB/4KB=...如果是二级,规则就会改变,让二级对应到物理内存上的4KB大小的,一级此时变成映射为物理地址的4MB(这样子是无法定位到具体的(4KB)的,所以二级再去找),这样先找到一级,一级再和二级进行结合...,二级表相当于一级4MB分成了1024个(1KB个)4KB,找完后二级充当了offset的角色,此时定位到具体的4KB的页面,再用一级的offset一结合定位到具体物理地址。...这样一个进程浪费掉的空间是一级占用的:(4GB/4MB)*4byte=4KB,二级浪费掉的是1kb(1个一级占用这么多)*1kb(此时有1kb(4GB/4MB)个一级)=4MB,加起来是...4MB+4KB,比光用一级要多4KB,但是2级是可以不存在的,比如此时程序只用了%20的,那么4MB就需要乘以%20,这样一下子就比只有一级时少了。

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Linux从头学16:操作系统-如何把【目录和】当做普通物理进行操作的?

进行"自操作" 在 x86 系统中,内存管理中的分页机制是非常重要的,在Linux操作系统相关的各种书籍中,这部分内容也是重笔浓彩。...如果你看过 Linux 内核相关书籍,一定对下面这张图又熟悉、又恐惧: 这是 Linux 系统中,处理单元的多级查询方式。...其中黄色背景部分:上级目录索引 和 中间目录索引,是 Linux 系统自己扩展的,在原本的 x86 处理器中是不存在的,这也是导致 Linux 中相关部分代码更加复杂的原因。...文章链接在此:Linux从头学15:【目录和】-理论 + 实例 + 图文的最完全、最接地气详解!,但是其中有一个环节被特意忽略过去了。...详细的讨论过程,请参考上一篇文章:Linux从头学15:【目录和】-理论 + 实例 + 图文的最完全、最接地气详解!。

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内核知识第八讲,PDE,PTE,目录,的内存管理

内核知识第八讲,PDE,PTE,目录,的内存管理 一丶查看GDT....首先我们的CR3寄存器保存了的首地址. 这里有一个目录,还有的关键词. 目录: 也称为PDE,而称之为PTE....CPU会通过虚拟地址,当作下表.去目录中查询.然后查到的结果再去中查询.这样就查到对应的物理地址了....PDE的大小:   目录,存储在一个4K字节的物理中,其中每一项是4个字节.保存了的地址.   而最大是1M个. PTE的大小.   PTE的大小也和PDE一样的....但是通过两个查询.可以映射4G内存.而上面的设计方法不行. 首先前边20位保存了或者物理地址的基地址. 比如我们的目录. 查到了第5项.那么从中取出千20位来,加上000就等于了.

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【进程 进程通常存在PCB中

通俗解释进程-科学家做蛋糕 科学家做蛋糕 然后女儿被蜜蜂蛰了 进程–在内核 内存管理 经典 老式 管理方法: 基址寄存器(程序开始的地方) + 界限寄存器(程序长度) 空闲内存管理...每个框有一个编号,即“框号”(框号=帧号=内存块号=物理块号=物理页号),框号从0开始 将进程的逻辑地址空间也分为与框大小相等的一个个部分,每个部分称为一个“”或“页面”。...操作系统以框为单位为各个进程分配内存空间。进程的每个页面分别放入一个框中。也就是说,进程的页面与内存的框有一一对应的关系。 各个页面不必连续存放,可以放到不相邻的各个框中。...重要的数据结构—— 为了能知道进程的每个页面在内存中存放的位置,操作系统要为每个进程建立一张。...注:通常存在PCB中 一个进程对应一张 进程的每个页面对应一个表项 每个表项由“页号”和“块号”组成 表记录进程页面和实际存放的内存块之间的映射关系

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宋宝华: ARM64 Linux内核的块映射

我们看看这种情况下的,我们既可以用最终的【20:12】对应的PTE映射项,以4K为单位,进行虚拟地址到物理地址的映射;又可以以【29:21】对应的PMD映射项,以2M为单位,进行虚拟地址到物理地址的映射...当然,如果用户态的虚实映射是这样的,用户实际得到了一个1GB的巨。但是对于内核的线性映射区域而言,即便我们进行了1GB的PUD映射,这1G内部就可以进一步切割为4KB或者2MB的巨。...ptdump.c和ptdump_debugfs.c 我们把它们全部选中,这样我们可以得到一个debugfs接口: /sys/kernel/debug/kernel_page_tables 来获知内核态的情况...如果我把这个kernel启动选项去掉,我得到的内核是完全不一样,线性映射区也全部是PTE映射: ?...牧春童鞋在“Linux阅码场”这里还有一些精彩的文章: 宋牧春:Linux设备树文件结构与解析深度分析(1) 宋牧春:Linux设备树文件结构与解析深度分析(2) 宋牧春:多图详解Linux内存分配器

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ARM32 映射

我们从ARM linux内核建立具体内存区间的映射过程中来看映射是如何实现的。...,注意ARM Linux中实现了两份,硬件的地址r0+2048。...该函数的主要目的是根据Linux版本的页面表项内容来填充ARM硬件版本的表项; 首先把linux内核版本的表项内容写入linux版本的中,然后根据mem_type数据结构prot_pte的标志位来设置...linux内核最早基于x86体系结构设计的,所以linux内核关于的许多术语和设计都是针对x86体系的,而ARM Linux只能从软件架构上去跟随了,因此设计了两套。...版本中PTE页面表项标记为"dirty",并且发现PTE表项内容改变了,ptep_set_access_flags()函数会把新的linux版本的表项内容写入硬件,从而实现模拟过程;

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Linux从头学15:【目录和】-理论 + 实例 + 图文的最完全、最接地气详解

作 者:道哥,10+年嵌入式开发老兵,专注于:C/C++、嵌入式、Linux。...关注下方公众号,回复【书籍】,获取 Linux、嵌入式领域经典书籍;回复【PDF】,获取所有原创文章( PDF 格式)。...这里的每一个,就称作,所以一共有1024个。 一个中一共有1024个表项,每一个表项占用4个字节,所以一个就占用4KB的物理内存空间,正好是一个物理的大小。...表示这个物理中的数据是否被写过; 目录 现在,每一个物理,都被一个中的一个表项来指向了,那么这1024个的地址,应该怎么来管理呢? 答案是:目录!...那么应该记录在中的什么位置呢?也就是应该登记在哪一个表项中呢?

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Linux 标准大和透明大

Huge pages ( 标准大 ) 和 Transparent Huge pages( 透明大 ) 在 Linux 中大分为两种:Huge pages ( 标准大 ) 和 Transparent...内存是以块即的方式进行管理的,当前大部分系统默认的大小为 4096 bytes 即 4K。1MB 内存等于 256 ;1GB 内存等于 256000 。...CPU 拥有内置的内存管理单元,包含这些页面的列表,每个页面通过条目引用。当内存越来越大的时候, CPU 需要管理这些内存的成本也就越高,这样会对操作系统的性能产生影响。...Huge Pages Huge pages 是从 Linux Kernel 2.6 后被引入的,目的是通过使用大内存来取代传统的 4kb 内存页面, 以适应越来越大的系统内存,让操作系统可以支持现代硬件架构的大页面容量功能...Transparent Huge Pages Transparent Huge Pages 缩写 THP ,这个是 RHEL 6 开始引入的一个功能,在 Linux6 上透明大是默认启用的。

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操作系统多级与快--12

操作系统多级与快--12 为了提高内存空间利用率,应该小,但是小了就大了... 会很大,放置就成了问题......第一种尝试,只存放用到的 第二种尝试:多级,即目录(章)+(节) 多级提高了空间效率,但在时间上? TLB得以发挥作用的原因 为什么TLB条目数可以在64-1024之间?...就以Linux 0.11 每页4k进行计算,4G/4K=1M ,4G寻址空间,可以定位到1M的页数。...用书的章目录和节目录来类比思考… ---- 第二种尝试:多级,即目录(章)+(节) 对于书本而言,普通图书的目录结构通过是由章加小节构成的,如下: 假设我们需要去看看链表的相关知识点,...为了保证表项连续,并且还要减少对内存的浪费,就必须采用多级的形式,但是多级时间上的不足,应该由什么来弥补呢?

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25-两级

两级 单级的问题 某计算机系统按字节寻址,支持32位的逻辑地址,采用分页存储管理,页面大小为4KB,表项长度为4B。...相应的,一个进程的中,最多会有220 = 1M = 1,048,576个表项,所以一个最大需要220*4B=2^{22}B,共需要2^{22}/2^{12}=2^{10}个框存储该页。...根据页号查询的方法:K号对应的表项存放位置=始址+K*4要在所有的表项都连续存放的基础上才能用这种方法找到表项 需要专门给进程分配2^{10}=1024个连续的框来存放它的 同时根据局部性原理可知...因此没有必要让整个都常驻内存。 问题一:必须连续存放,因此当很大时,需要占用很多个连续的框。...个表项,因此每1K个连续的表项为一组,每组刚好占一个内存块,再讲各组离散地放到各个内存块中) 另外,要为离散分配的再建立一张,称为目录,或称外层,或称顶层 问题二:没有必要让整个常驻内存

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