Linux下的物理地址和虚拟地址详解 (linux物理地址 虚拟地址)

当我们使用Linux运行程序时,系统需要从内存中获取数据。要访问内存,程序需要知道它所需要的数据位于内存中的哪个位置。在Linux系统中,我们可以通过物理地址和虚拟地址来解决这个问题。

物理地址是实际存在于计算机硬件中的内存地址,也就是说,物理地址是由CPU生成的地址,是用于在硬件层面上处理内存访问的地址。物理地址通常由硬件实现,是唯一的,不能改变。物理地址通常表示为十六进制。

虚拟地址是程序通过使用的内存地址,这个地址是由操作系统提供和管理的,是一种抽象的地址,它是在程序和硬件之间进行映射的中介。虚拟地址通常表示为unsigned int类型,通常使用十六进制表示。

在Linux系统中,虚拟地址对应着程序中的变量或指针,它是程序直接访问内存的方式。虚拟地址可以在多个程序之间共享,但它并不是真正的地址,因为它需要映射到物理地址才能被CPU访问。每个程序都有自己的虚拟地址空间,并且操作系统负责将虚拟地址映射到实际的物理地址。

在Linux系统中,我们使用MMU(内存管理单元)来实现虚拟地址到物理地址的映射。MMU位于CPU内部,它负责将程序请求的虚拟地址转换为物理地址,然后将数据从内存中读取或写入。MMU还负责保护内存,防止程序访问不属于它们的内存区域。

物理内存是指计算机上物理存在的内存空间。物理内存通常被称为RAM(随机存储器),主要用于存储正在使用的程序和数据。物理内存的大小是有限的,因此操作系统需要有效地管理物理内存资源。为此,操作系统使用了一些机制来管理物理内存,例如页面置换、页面共享、页面回收等。

虚拟内存是指操作系统为每个进程提供的一种抽象视图,它使得每个进程都能够享受一定的虚拟地址空间,而不必担心物理内存的大小限制。虚拟内存通常由操作系统来管理,利用了磁盘空间作为物理内存的延伸。当程序需要访问一个不存在于物理内存中的页面时,操作系统会将该页面从磁盘中读取到物理内存中。这种方式可以大大提高内存效率。

在Linux系统中,使用了一些工具来查看物理地址和虚拟地址之间的映射关系。其中,/proc/PID/maps文件可以列出进程的虚拟地址空间及其对应的物理地址。通过这个文件,我们可以了解到进程的内存使用情况,以及哪些虚拟地址映射到了哪些物理地址。

:物理地址和虚拟地址是Linux系统中的两个重要概念,物理地址是实际存在于计算机硬件中的地址,虚拟地址是程序通过使用的内存地址,操作系统通过MMU实现虚拟地址到物理地址的映射。在Linux系统中,虚拟内存被用作物理内存的延伸,以提高内存效率,同时也使用一些工具来查看物理地址和虚拟地址之间的映射关系,这对于进程的内存使用情况了解和优化都是非常重要的。

相关问题拓展阅读:

  • 初学Linux,linux中使用ioremap函数可以映射一个数组吗?

初学Linux,linux中使用ioremap函数可以映射一个数组吗?

是的,你可以使用 ioremap() 函数来映射一个物理地址的连续区域,并将其映射到一个虚凯昌拟地址的连续区域,从而访问整个寄存器组。在这种情况下,你可以将这个寄存器组看作是一个数组,通过访问返回的虚拟首地址来访问整个寄存器组。

下面是一个使用 ioremap() 函雹孙袜数映射一个物理地址连续区域的例子:

#define REG_ADDR_BASE 0x1000 // 寄存器组物理地址

#define REG_SIZE 0x100 // 寄存器组大小

void *virt_addr;

// 映射寄存器组物理地址到虚拟地址

virt_addr = ioremap(REG_ADDR_BASE, REG_SIZE);

// 访问寄存器组

u32 reg_value = readl(virt_addr + offset); // 读取偏移量为 offset 的寄存器值

writel(reg_value, virt_addr + offset); // 向偏移量为 offset 的寄存器写入值

// 解除虚拟地址和物理地址的映射关系

ioremap_free(virt_addr);

在这个例子中,REG_ADDR_BASE 是寄存器组的起始物理地址,REG_SIZE 是寄存器组的大小。ioremap() 函数将这个物理地址区域映射到一个虚拟地址区域,并返回虚拟地址的首地址。通过对返回的虚拟地址加上偏移量,就可以访问整个寄存器组了。最后,使用 ioremap_free() 函数来解除虚拟地址和物理地址的映射关源激系。

你要搜素一下百度百科看看这个函数说明就知道它本来就干这个

ioremap是内核提供的用来映射外设寄存器到主存的函数,我们要映射的地址已经从pci_dev中读了出来(上一步),这样就水到渠成的成功映射了而不会和其他地址有冲突。映射完了有什么效果呢,我举个例子,比如某个网卡有100 个早巧寄存器,他们都是连在一块的,位置是固定的,档睁升假如每个寄存器占4个字节,那么一共400个字节的空间被映射到内存成功后,ioaddr就是这段地址的开头(注意ioaddr是虚拟地址,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就是之一个寄存器的地址,行老ioaddr+4就是第二个寄存器地址(每个寄存器占4个字节),以此类推,我们就能够在内存中访问到所有的寄存器进而操控他们了。

linux物理地址 虚拟地址的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于linux物理地址 虚拟地址,Linux下的物理地址和虚拟地址详解,初学Linux,linux中使用ioremap函数可以映射一个数组吗?的信息别忘了在本站进行查找喔。

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