|
titkt03i1en6401182707.gif (60.41 KB, 下載次數(shù): 0)
下載附件
保存到相冊(cè)
titkt03i1en6401182707.gif
2024-9-15 09:49 上傳
6 i6 A0 N# v0 v8 D
點(diǎn)擊上方藍(lán)色字體,關(guān)注我們' k; Z7 h7 u, W1 O5 D
8 |! R. T5 _. M! Y7 t$ D. c
MMU 通過(guò)頁(yè)表將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址,頁(yè)表保存了虛擬地址到物理地址的映射信息。不同的進(jìn)程可以有相同的虛擬地址,但它們映射到的物理地址可能不同。
. D; ~' ]7 C B, Z" H( ~6 t0 u6 z6 M/ V% |2 [" O2 s% g+ G* F# k- K
頁(yè) (Page): 虛擬內(nèi)存和物理內(nèi)存被劃分為相同大小的塊,稱為頁(yè)。
$ \' o+ t1 F7 }6 {常見(jiàn)的頁(yè)大小為 4 KB。頁(yè)表 (Page Table): 頁(yè)表是一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)了虛擬地址與物理地址的映射。9 z6 v! o* L# k/ p: @
+ _9 T' r4 _3 N- Z: b
頁(yè)表示例:" n) [# e9 t( i1 G/ }
假設(shè)有一個(gè)虛擬地址 0xB8000000,通過(guò)頁(yè)表,它可能被映射到物理地址 0x12000000。這個(gè)過(guò)程是透明的,應(yīng)用程序只需要處理虛擬地址,操作系統(tǒng)和硬件負(fù)責(zé)完成地址轉(zhuǎn)換。
7 C: I% e; W+ o* D& b3 ~4; \! s2 H1 l+ p0 J, F
虛擬地址的應(yīng)用實(shí)例0 m8 z$ c% W$ t9 M
在應(yīng)用程序中,開(kāi)發(fā)人員通常只與虛擬地址打交道。以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的 C 程序示例,演示如何使用虛擬地址訪問(wèn)內(nèi)存。
" ?- r! @* s: U7 i3 ]# L6 ?9 D6 N6 f
#include #include int main() { int *ptr = (int *)malloc(sizeof(int)); if (ptr == NULL) { fprintf(stderr, "內(nèi)存分配失!
; F% p; k' w w2 s"); return 1; } *ptr = 42; printf("虛擬地址: %p, 值: %d
- z, k) ]% X3 j3 b- a, l", (void*)ptr, *ptr); free(ptr); return 0;}
: N8 v" w" P7 L. t2 n( Y2 _% g在這個(gè)示例中,malloc() 函數(shù)分配了一塊內(nèi)存,并返回該內(nèi)存塊的虛擬地址。該地址在程序的虛擬地址空間中有效,指向一個(gè)內(nèi)存位置。通過(guò)打印指針 ptr 的值,可以看到虛擬地址。
8 L5 t- t% Z& u0 Y) p+ h5! q( u! `, \7 K% }
物理地址的應(yīng)用實(shí)例9 f5 B7 Y; ~9 r: l
物理地址的直接使用通常僅限于操作系統(tǒng)內(nèi)核或驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)。在內(nèi)核編程中,開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)一些內(nèi)核 API 來(lái)獲取物理地址。例如,通過(guò) virt_to_phys() 函數(shù)可以將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址。+ D/ i0 v5 ?2 d5 g# P7 x
3 n& y+ n( ]% o' S2 N! {#include #include #include int init_module(void) { void *vaddr; unsigned long paddr; vaddr = kmalloc(4096, GFP_KERNEL); if (!vaddr) { printk("內(nèi)存分配失敗& W: X$ f: K' W
"); return -ENOMEM; } paddr = virt_to_phys(vaddr); printk("虛擬地址: %p, 物理地址: %lx
b" N5 e0 K8 ]: w& N. n", vaddr, paddr); kfree(vaddr); return 0;} void cleanup_module(void) { printk("模塊卸載
- ^1 f' ^* |5 R3 O");} MODULE_LICENSE("GPL");
* v: e5 S( P4 |2 t" ?6 x/ {% ]這個(gè)內(nèi)核模塊分配了一塊內(nèi)存,并將其虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址。virt_to_phys() 函數(shù)只在內(nèi)核態(tài)有效,用戶態(tài)程序無(wú)法直接調(diào)用。/ h6 n3 Z1 T4 y) t" L" r- N
69 y, }, ]* H7 @( [% _
' J6 d& x9 ], m& @
物理地址和虛擬地址的優(yōu)缺點(diǎn)
. B Y- e" y% @3 m3 a3 C+ A; D) v% J虛擬地址的優(yōu)點(diǎn):
- s6 _( l, m; v. {, o8 ^6 E1 V, n每個(gè)進(jìn)程擁有獨(dú)立的虛擬地址空間,提高了安全性和穩(wěn)定性。虛擬地址空間可以大于實(shí)際物理內(nèi)存,通過(guò)交換技術(shù)(paging),虛擬內(nèi)存可以被分配給更大的地址空間。
$ B, `; A0 e. H) |% r# d; z: \: }6 ?( N. o1 Y/ s
物理地址的優(yōu)點(diǎn):
, D( T; Q2 N! `% ]直接對(duì)應(yīng)物理內(nèi)存,訪問(wèn)速度快,無(wú)需經(jīng)過(guò)地址轉(zhuǎn)換。在操作系統(tǒng)內(nèi)核和驅(qū)動(dòng)程序中,物理地址通常用于直接訪問(wèn)硬件資源。
3 ]% b9 M2 E5 X+ m T: V1 q" h9 b( ~
/ q. }8 M9 o0 N6 K7 K% Z. Z) V% q3 E物理地址和虛擬地址是 Linux 系統(tǒng)內(nèi)存管理的重要概念。虛擬地址提供了更靈活和安全的內(nèi)存管理方式,使得每個(gè)進(jìn)程擁有獨(dú)立的地址空間。而物理地址則直接映射到實(shí)際的內(nèi)存位置,通常用于內(nèi)核級(jí)別的操作。理解這兩個(gè)概念及其應(yīng)用,對(duì)于系統(tǒng)編程和操作系統(tǒng)的深入理解非常關(guān)鍵。
# R, `0 x: i3 l* |' S
a2i1j1mphfu6401182807.jpg (71.14 KB, 下載次數(shù): 1)
下載附件
保存到相冊(cè)
a2i1j1mphfu6401182807.jpg
2024-9-15 09:49 上傳
3 \/ a9 X3 v7 E
jdt3w00ayuw6401182907.gif (45.46 KB, 下載次數(shù): 1)
下載附件
保存到相冊(cè)
jdt3w00ayuw6401182907.gif
2024-9-15 09:49 上傳
$ `- d7 I& q h9 o/ [$ I7 A! h點(diǎn)擊閱讀原文,更精彩~ |
|