Linux下如何在进程中获取虚拟地址对应的物理地址
来源:互联网 发布:mac如何玩守望先锋 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 22:46
*如果让你编写一个程序,来获取虚拟地址对应的物理地址。。你会试着操作MMU吗。。→_→*
Linux文件目录中的/proc记录着当前进程的信息,称其为虚拟文件系统。在/proc下有一个链接目录名为self,这意味着哪一个进程打开了它,self中存储的信息就是所链接进程的。self中有一个名为pagemap的文件,专门用来记录所链接进程的物理页号信息。这样通过/proc/pid/pagemap文件,允许一个用户态的进程查看到每个虚拟页映射到的物理页
/proc/pid/pagemap中的每一项都包含了一个64位的值,这个值内容如下所示。每一项的映射方式不同于真正的虚拟地址映射,其文件中遵循独立的对应关系,即虚拟地址相对于0x0经过的页面数是对应项在文件中的偏移量
* /proc/pid/pagemap. This file lets a userspace process find out which physical frame each virtual page is mapped to. It contains one 64-bit value for each virtual page, containing the following data (from fs/proc/task_mmu.c, above pagemap_read): * Bits 0-54 page frame number (PFN) if present//present为1时,bit0-54表示物理页号 * Bits 0-4 swap type if swapped * Bits 5-54 swap offset if swapped * Bit 55 pte is soft-dirty (see Documentation/vm/soft-dirty.txt) * Bit 56 page exclusively mapped (since 4.2) * Bits 57-60 zero * Bit 61 page is file-page or shared-anon (since 3.5) * Bit 62 page swapped * Bit 63 page present//如果为1,表示当前物理页在内存中;为0,表示当前物理页不在内存中
在计算物理地址时,只需要找到虚拟地址的对应项,再通过对应项中的bit63判断此物理页是否在内存中,若在内存中则对应项中的物理页号加上偏移地址,就能得到物理地址
通过程序获取物理地址并验证写时拷贝技术
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdint.h>//计算虚拟地址对应的地址,传入虚拟地址vaddr,通过paddr传出物理地址void mem_addr(unsigned long vaddr, unsigned long *paddr){ int pageSize = getpagesize();//调用此函数获取系统设定的页面大小 unsigned long v_pageIndex = vaddr / pageSize;//计算此虚拟地址相对于0x0的经过的页面数 unsigned long v_offset = v_pageIndex * sizeof(uint64_t);//计算在/proc/pid/page_map文件中的偏移量 unsigned long page_offset = vaddr % pageSize;//计算虚拟地址在页面中的偏移量 uint64_t item = 0;//存储对应项的值 int fd = open("/proc/self/pagemap", O_RDONLY);。。以只读方式打开/proc/pid/page_map if(fd == -1)//判断是否打开失败 { printf("open /proc/self/pagemap error\n"); return; } if(lseek(fd, v_offset, SEEK_SET) == -1)//将游标移动到相应位置,即对应项的起始地址且判断是否移动失败 { printf("sleek error\n"); return; } if(read(fd, &item, sizeof(uint64_t)) != sizeof(uint64_t))//读取对应项的值,并存入item中,且判断读取数据位数是否正确 { printf("read item error\n"); return; } if((((uint64_t)1 << 63) & item) == 0)//判断present是否为0 { printf("page present is 0\n"); return ; } uint64_t phy_pageIndex = (((uint64_t)1 << 55) - 1) & item;//计算物理页号,即取item的bit0-54 *paddr = (phy_pageIndex * pageSize) + page_offset;//再加上页内偏移量就得到了物理地址}const int a = 100;//全局常量int main(){ int b = 100;//局部变量 static c = 100;//局部静态变量 const int d = 100;//局部常量 char *str = "Hello World!"; unsigned long phy = 0;//物理地址 char *p = (char*)malloc(100);//动态内存 int pid = fork();//创建子进程 if(pid == 0) { //p[0] = '1';//子进程中修改动态内存 mem_addr((unsigned long)&a, &phy); printf("pid = %d, virtual addr = %x , physical addr = %x\n", getpid(), &a, phy); } else { mem_addr((unsigned long)&a, &phy); printf("pid = %d, virtual addr = %x , physical addr = %x\n", getpid(), &a, phy); } sleep(100); free(p); waitpid(); return 0;}
测试结果如下:
全局常量:符合写时拷贝技术
局部变量:不符合写时拷贝技术。原因分析,有可能是物理页上的其他数据被改动,导致拷贝出一个新物理页面
局部静态变量:不符合写时拷贝技术。原因分析,有可能是物理页上的其他数据被改动,导致拷贝出一个新物理页面
局部常量:不符合写时拷贝技术。原因分析,有可能是物理页上的其他数据被改动,导致拷贝出一个新物理页面
字符串:符合写时拷贝技术
动态内存:符合写时拷贝技术
子进程不修改动态内存
子进程修改动态内存
*其实想要知道虚拟地址对应的物理地址,通过这样的方式也可以得到物理地址而不用操作MMU。。。*
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