0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

用户态得到虚拟地址对应的物理地址

Linux阅码场 来源:CSDN技术社区 作者:CSDN技术社区 2020-10-10 14:10 次阅读

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)。还有一些场景,比如想调试剖析每一页的内存占用情况,是否swap出去了等。

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/admin-guide/mm/pagemap.rst

这64bit的描述如下:

不同的体系架构的MMU不同,页表格式也不同,但是pagemap这个接口与具体页表的格式无关,可以说都被抽象化了。

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 PFN_MASK_SIZE 8 phys_addr_trte_mem_virt2phy(const void *virtaddr){ int fd, retval; uint64_t page, physaddr; unsigned long virt_pfn; int page_size; off_t offset; /* standard page size */ page_size = getpagesize(); fd = open("/proc/self/pagemap", O_RDONLY); if (fd < 0) { ... } virt_pfn = (unsigned long)virtaddr / page_size; offset = sizeof(uint64_t) * virt_pfn; if (lseek(fd, offset, SEEK_SET) == (off_t) -1) { ... return -1; } retval = read(fd, &page, PFN_MASK_SIZE); close(fd);        ... /* * the pfn (page frame number) are bits 0-54 (see * pagemap.txt in linux Documentation) */ if ((page & 0x7fffffffffffffULL) == 0) return -1; physaddr = ((page & 0x7fffffffffffffULL) * page_size) + ((unsigned long)virtaddr % page_size); return physaddr;}

最后的一步是关键的计算过程:

physaddr = ((page & 0x7fffffffffffffULL) * page_size) + ((unsigned long)virtaddr % page_size);

page & 0x7fffffffffffffULL取得了页帧号(PFN),乘以页的size得到这页起始的物理地址,之后加上virtaddr % page_size的页内偏移,得到最终的物理地址。

我们来实操一下调用上面的函数完成地址转化:

int main(int argc, char *argv[]){ uint8_t *p = malloc(1024 * 1024); *(p + 4096) = 10; printf("virt:%p phys:%p ", p + 4096, rte_mem_virt2phy(p + 4096)); *(p + 2 * 4096) = 10; printf("virt:%p phys:%p ", p + 2 * 4096, rte_mem_virt2phy(p + 2 * 4096));}

运行结果如下:

~$ sudo ./a.out virt:0x7f81e402a010 phys:0x2b601010virt:0x7f81e402b010phys: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pagemap_entry的过程,有兴趣的童鞋可以仔细阅读下:

特别留意画红线的位置,可以知道pagemap里面的那些flag是怎么被置上的。
责任编辑人:CC

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 用户态文件
    +关注

    关注

    0

    文章

    2

    浏览量

    5754
  • 物理地址
    +关注

    关注

    0

    文章

    7

    浏览量

    6217

原文标题:用户态进程如何得到虚拟地址对应的物理地址?

文章出处:【微信号:LinuxDev,微信公众号:Linux阅码场】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    操作系统中的逻辑地址物理地址

    本文是关于操作系统中逻辑地址物理地址之间的区别。计算机操作系统中的内存使用两种不同类型的地址物理地址是内存的实际地址,如RAM,
    发表于 09-14 14:26 2982次阅读

    请问ARM虚拟地址 物理地址 加载地址 运行地址的联系是什么?

    简单的理解:ARM的加载地址即程序在Flash的存储位置。运行地址即内存中运行时的位置。虚拟地址物理地址在MMU中映射,那么这四者之间的联系是什么?
    发表于 04-25 03:16

    为什么MMU的地址映射中物理地址会跳变?

    0xB0000000,是顺次的,而对应物理地址从0x56000000跳变到0x30000000,那么有两种可能: (1)虚拟地址物理地址之间建立是一一
    发表于 08-22 05:45

    linux虚拟地址如何转物理地址

    linux虚拟地址物理地址
    发表于 05-13 09:31

    【HarmonyOS】虚拟地址<->物理地址是如何映射的

    到不同的实际物理内存空间上。CPU只知道虚拟地址,向虚拟地址要数据,但在其保护模式下很悲催地址信号在路上被MMU拦截了,MMU把虚拟地址换成
    发表于 11-03 16:20

    物理地址虚拟地址的转换步骤

    上是不行的,在Linux上,如果想要操作硬件,需要先把物理地址转换成虚拟地址,因为Linux使能了MMU,所以我们在Linux上不能直接操作物理地址。MMU使能了...
    发表于 12-24 07:42

    linux kernel实现物理地址虚拟地址空间的切换方法

    1、arm linux 临时页表的建立linux kernel的主要特点之一就是运行在虚拟地址空间上,但是怎么才能实现物理地址虚拟地址空间的切换是本节关注的重点。本文使用的kernel版本为4.4
    发表于 05-13 10:21

    请问大佬rt_malloc申请的动态内存返回的是虚拟地址还是物理地址

    请问各位大佬:如题,rt_malloc申请的动态内存返回的是虚拟地址还是物理地址呢?为什么感觉直接就是返回了物理地址?如果返回的是物理地址,那MMU的意义在于?
    发表于 07-07 14:40

    鸿蒙内核中虚拟地址物理地址之间是如何映射的

    内存空间上。CPU只知道虚拟地址,向虚拟地址要数据,但在其保护模式下很悲催地址信号在路上被MMU拦截了,MMU把虚拟地址换成了物理地址,从而
    发表于 11-19 14:45 9次下载
    鸿蒙内核中<b class='flag-5'>虚拟地址</b>与<b class='flag-5'>物理地址</b>之间是如何映射的

    虚拟地址物理地址等众多地址及MMU相关知识

    虚拟地址物理地址等众多地址及MMU相关知识先聊聊存储器STM32单片机存储器关于编译器生成的文件数据在存储器上的存储结构物理地址虚拟地址
    发表于 12-08 12:36 12次下载
    <b class='flag-5'>虚拟地址</b><b class='flag-5'>物理地址</b>等众多<b class='flag-5'>地址</b>及MMU相关知识

    一级页表虚拟地址转换为物理地址示例

    假设低2比特为2’b10,那么这个页表项中的内容就是实际指向的物理地址。页表项中除了指定了物理地址,还包含了页的内存属性(访问权限、cache属性、buffer属性等等)。
    的头像 发表于 07-28 17:58 2707次阅读
    一级页表<b class='flag-5'>虚拟地址</b>转换为<b class='flag-5'>物理地址</b>示例

    虚拟地址翻译物理地址的流程有哪些呢?

    现代的操作系统将可执行文件加载后,创建了进程,进程中每一条指令和数据都被分配了一个虚拟地址,CPU获取到这个虚拟地址后,需要翻译成内存的物理地址后,才能访问指令和数据
    的头像 发表于 08-14 10:30 516次阅读
    <b class='flag-5'>虚拟地址</b>翻译<b class='flag-5'>物理地址</b>的流程有哪些呢?

    Linux系统为什么需要引入虚拟地址

    ,这 4GB 的内存空间按照 3:1 的比例进行分配,其中用户进程享有 3G 的空间,而内核独自享有剩下的1G 空间,如下所示: 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
    的头像 发表于 10-07 17:28 500次阅读
    Linux系统为什么需要引入<b class='flag-5'>虚拟地址</b>

    Linux虚拟地址空间和物理地址空间的关系

    过程,这其实也是MMU的工作原理。 我们知道,在Linux中,每个进程都有自己独立的地址空间,且互不干扰。每个进程的地址空间又分为用户空间和内核空间,但这些地址空间使用的都是
    的头像 发表于 10-08 11:40 446次阅读
    Linux<b class='flag-5'>虚拟地址</b>空间和<b class='flag-5'>物理地址</b>空间的关系

    Linux虚拟地址物理地址转换过程

    虚拟地址物理地址转换过程 虚拟地址物理地址都被划分了两部分: 虚拟地址虚拟页面号VPN和
    的头像 发表于 10-08 11:45 750次阅读
    Linux<b class='flag-5'>虚拟地址</b>到<b class='flag-5'>物理地址</b>转换过程