探究Linux物理地址：了解计算机内存管理 (linux看物理地址)

在现代计算机系统中，内存是一项非常重要且必不可少的资源。内存管理就成为操作系统设计的一个重要组成部分。在Linux系统中，内存管理的一个关键部分就是物理地址的管理。了解Linux物理地址的管理方式，有助于开发人员更好地利用内存资源，提高系统性能。

物理内存地址和虚拟内存地址

在计算机系统中，内存被划分为两种类型的地址：物理内存地址和虚拟内存地址。物理地址是内存中实际的地址，可以由硬件访问。而虚拟地址是进程使用的地址，它被翻译成物理地址才能访问内存。

虚拟地址是进程使用的地址空间，每个进程拥有独立的地址空间。在Linux中，每个进程都有自己的地址空间，使得每个进程可以使用相同的地址空间相互隔离。这种隔离使得进程不会互相干扰，从而保证了系统安全性。

虚拟地址空间的概念

在32位Linux系统中，虚拟地址空间被划分为以下几部分：

– 用户空间：这是进程可以使用的主要地址空间。在32位系统中，用户空间范围是0x00000000到0xffffffff。其中，前3GB是可用的，后1GB是内核空间使用的。用户空间的具体内存布局是由进程的代码、数据、栈和堆组成的。

– 内核空间：这是系统内核使用的地址空间。在32位系统中，内核空间的地址范围是0xc0000000到0xffffffff。内核空间包含了Linux内核的代码和数据结构。这个空间只对内核模式可用，任何进程都不能直接读取或写入。

虚拟地址转换为物理地址

虚拟地址是每个进程使用的地址空间，而物理地址是实际存储数据的地址。那么虚拟地址如何转换成物理地址呢？

在Linux系统中，大多数计算机使用了分页的内存管理方式。内存被划分为大小相等的页，每页大小通常为4KB。当进程从虚拟地址空间中访问数据时，虚拟地址会被分成两个部分：页地址和页内偏移地址。页地址指定了数据所在的物理页，而页内偏移地址指定了数据在物理页中的偏移量。

虚拟地址转换为物理地址的过程包括以下几个步骤：

– 将虚拟地址的高位指向页表。

– 从页表中读取物理页的地址。

– 添加偏移量，计算出物理地址。

这个过程由硬件实现，在硬件层面，CPU有一个叫做MMU（内存管理单元）的部件，用来管理虚拟地址与物理地址的转换。MMU负责将虚拟地址翻译成物理地址，并通过总线将数据写入物理地址。

Linux物理地址空间

在Linux系统中，物理地址被管理在物理页面描述符（Page Frame Descriptor）中。每个PFD用于描述内存中的一页，包括页的状态（被分配或空闲）、页的虚拟地址和页的物理地址等信息。

物理地址空间可以分为以下几个部分：

– 低端内存：这部分内存主要用于向低端设备（例如显卡）提供缓冲区。低端内存的大小为1MB。

– 高端内存：这部分内存的大小不受物理地址控制。一般情况下，Linux分配2GB内存用于用户进程，剩余内存被用于高端内存。

– BIOS区域：这部分内存用于存放BIOS程序及其数据。

Linux内存管理的物理地址部分使用分页机制，使得虚拟地址可以转换成物理地址。同时，Linux的物理地址空间被划分成低端内存、高端内存和BIOS区域。

了解Linux物理地址管理方式对于开发人员来说是非常重要的。在设计和开发Linux内核和进程时，可以更好地利用内存资源，提高系统性能。

相关问题拓展阅读：

• linux 用户空间怎样直接访问物理地址
• linux系统怎么修改网卡物理地址
• linux中虚拟地址和物理地址怎样映射

linux 用户空间怎样直接访问物理地址

虚拟虚拟实际真物理址认两址间没关系虚拟通系统硬件双重工作做种点点映射（实际内存配按照页处激判理）软件需要考虑内存数据物理址需要用虚瞎铅芹拟址做数据存储处理行linux虚磨毕拟址物理址映射

linux系统怎么修改网卡物理地址

使用Win7MAC地址修改工具

1，只适用于windows7系统的网卡MAC地址修改。XP的可以用，但没做什么测试。

2，部分windows7下的无线网卡地址无法修改，理论上也可以使用本软件修改。

3，修改MAC地址前，请先在开始菜单-运行，输入cmd打开控制台，输入getmac获取原来网卡MAC并记下来，用于以后可以改回来。

4，软件使用方法很简单，只需在下拉列表选择所要修改的网卡，然后在文本框里面输入一个新的MAC地凯手址，比如EF2d32BC6525（注意不要盯伏嫌加横杠），然后点击修改按钮厅戚即可修改。

第1步:首先咱们要切换到”/etc/sysconfig/network-scripts”目录中（该目录存放着网卡的配置文件）。

第2步:使用vim编辑器修改网卡文件”ifcfg-eno”，闷冲好逐项写入配置参数，并保存退出。

设备类型:TYPE=Ethernet

地址分配模式:BOOTPROTO=static

网卡名称:NAME=eno

是否判仿启动:ONBOOT=yes

IP

子网掩码:NETMASK=255.255.255.0

网关

DNS

第3步:重启网卡设备并测试网络是否联通。

进入到网卡配置文件所在的目录，然后编辑网卡配置文件填入下面的信息：

# cd /etc/sysconfig/network-scripts/

# vim ifcfg-eno

TYPE=Ethernet

BOOTPROTO=static

NAME=eno

ONBOOT=yes

IPADDR=192.168.10.10

NETMASK=255.255.255.0

GATEWAY=192.168.10.1

DNS1=192.168.10.1

执行重启网卡设备的命令，正常情况不会有蚂铅提示信息，然后通过ping命令测试网络能否联通。

linux中虚拟地址和物理地址怎样映射

/*

*伪代码,示例

*32位地址，三级映射（没有者胡斗pud_t），页面大小4KB

*/

unsigned long addr = 0x;//要找的虚拟地址，用户空间所访问的地址

unsigned long real_addr = 0x00;//要输出的地址

struct task_struct *cur_task = get_current();//获取当前进程控制块

struct mm_struct *mm = cur_task -> mm;//进程虚拟空间

pgd_t *pgd;//描述页全局目做返录项

pmd_t *pmd;//描述页中间项

pte_t *pte;//页表项

pgd = pgd_offset(mm, addr);//找出所在目录

if (pgd_none(*pgd)){

goto out;

}

pmd = pmd_offset(pgd, addr);//找出所在中间项

if (pmd_none(*pmd)){

goto out;

}

pte = pte_offset(pmd, addr);//找出所在页面

if (pte_none(*pte)) {

goto out;

}

//假设每页4KB

real_addr = addr & 0x00003fff; //取出页面偏移量

real_addr += pte;//内核空间访问的地址

real_addr -= PAGE_OFFSET;//真正物理地址()

printk(“物理地址是 %x\首磨n”,real_addr);

return;

out:

printk(“没有内存映射”,real_addr);

虚拟就是虚拟的，不是实际真是的物理地址。你可以认为，这两个地址之间没关系。

这个虚拟是通过系统和硬件的双重工作，做的一种点对点的映射（当然实际内存分配是按照页来处理）。

也就是软件不需要考虑内存数据的物理地址，只需要用虚拟地址做数据存储处理就行了。

这样一个好处是，软件不需要自己做内存分配，也不需要考虑别的软件的内存占用问题。操作系统会颂磨根据当前的内存使用情况，动态的分配内存空间。虚拟内存地址还一个好处是因为是虚拟的，所以内存并不一定非要在物理内存中汪升。可以存放在任何位置，比如把暂时不用的数据放进硬盘上的虚拟内存，腾出困樱老真实的物理内存交给程序运行而提高多程序时运行的效率。而且因为每个软件的虚拟内存地址都是从 0 开始，每个软件的寻址都是独立而且顺序的。程序编写和运行时，都好像是机器里面只有自己一个程序在运行，程序开发起来也很容易。软件不需要考虑内存分配的问题，也不需要担心内存不足和两个程序抢同一片内存导致系统整个崩溃的情况。

虚拟就是虚拟的，不是实际真是的物理地址。你可以认为，这两个地址之间没关系。这个虚拟枝启是通过系统和硬件的双重工作，做的一种点对猛胡如点的映射（当做李然实际内存分配是按照页来处理）。也就是软件不需要考虑内存数据的物理地址，只需要用虚拟地址做数据存储处理就行了。linux中虚拟地址和物理地址怎样映射

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