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。

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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。

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• 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。

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