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内核页表调试

一、配置内核 首先配置内核,使其支持导出内核页表到debugfs下面: Kernel hacking ---> ---> [*] Export kernel pagetable layout to...而为了快速方便找到对应物理页而将所有的页帧结构体映射到此区域,后续只需使用virt_to_page, phys_to_page等宏实现虚拟地址,物理地址到对应页结构体的快速查询。...地址空间port属性说明 第一列 当前页表的映射范围地址 第二列 代表此映射范围大小 PMD PUD PTE 当标识为PMD PUD表示当前映射为block映射,如当前页表为4K,则pud的block映射一次性可映射...当标识为PTE表示为页表映射即PAGE_SIZE大小4K。 USR AP标记,用于标识当前范围是否在用户空间还是内核空间可读可写或者仅读。...x表述当前范围特权级别模式可执行,就是内核的可执行代码段,在内核中这段一般指向内核的text*段 SHD 表示可共享属性,在arm64上表述为多核之间可共享其页表可见 AF 访问标志,当首次映射页表时,

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内核知识第八讲,PDE,PTE,页目录表,页表的内存管理

内核知识第八讲,PDE,PTE,页目录表,页表的内存管理 一丶查看GDT表....首先我们的CR3寄存器保存了表的首地址. 这里有一个页目录表,还有页表的关键词. 页目录表: 也称为PDE,而页表称之为PTE....CPU会通过虚拟地址,当作下表.去页目录表中查询.然后查到的结果再去页表中查询.这样就查到对应的物理地址了....PDE表的大小:   页目录表,存储在一个4K字节的物理页中,其中每一项是4个字节.保存了页表的地址.   而最大是1M个页. PTE表的大小.   PTE的大小也和PDE一样的....但是通过两个表查询.可以映射4G内存.而上面的设计方法不行. 首先前边20位保存了页表或者物理地址的基地址. 比如我们的页目录表. 查到了第5项.那么从中取出千20位来,加上000就等于页表了.

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    驱动开发:内核解析内存四级页表

    当今操作系统普遍采用64位架构,CPU最大寻址能力虽然达到了64位,但其实仅仅只是用到了48位进行寻址,其内存管理采用了9-9-9-9-12的分页模式,9-9-9-9-12分页表示物理地址拥有四级页表,...9-9-9-9-12的分页模式是一种常见的分页方案,其中物理地址被分成四级页表:PXE(Page Directory Pointer Table Entry)、PPE(Page Directory Entry...每个级别的页表都负责将虚拟地址映射到更具体的物理地址。通过这种层次化的页表结构,操作系统可以更有效地管理和分配内存。...PTE 0即可解析,如下所示,当前地址0位置处的PTE基址是FFFF898000000000,由于PTE的一个页大小是0x1000所以当内存地址高于0x1000时将会切换到另一个页中,如下FFFF898000000008...则是另一个页中的地址。

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    驱动开发:内核解析内存四级页表

    当今操作系统普遍采用64位架构,CPU最大寻址能力虽然达到了64位,但其实仅仅只是用到了48位进行寻址,其内存管理采用了9-9-9-9-12的分页模式,9-9-9-9-12分页表示物理地址拥有四级页表,...9-9-9-9-12的分页模式是一种常见的分页方案,其中物理地址被分成四级页表:PXE(Page Directory Pointer Table Entry)、PPE(Page Directory Entry...每个级别的页表都负责将虚拟地址映射到更具体的物理地址。通过这种层次化的页表结构,操作系统可以更有效地管理和分配内存。...PTE 0即可解析,如下所示,当前地址0位置处的PTE基址是FFFF898000000000,由于PTE的一个页大小是0x1000所以当内存地址高于0x1000时将会切换到另一个页中,如下FFFF898000000008...则是另一个页中的地址。

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    深入理解Linux内核页表映射分页机制原理

    ,对于不同的进程面对的都是同一个内核,其内核空间的地址对于的物理地址都是一样的,因而进程1和进程2中内核空间的VA K地址都映射到了物理内存的PA K地址。...…… 针对这些话题本文不做深入探讨,可以阅读另一篇为其量身定做的博文《深入Linux内核(内存篇)—TLB》。 1.5 页表多大合适?...pgd_offset_k(addr) 根据入参虚拟地址address和init_mm,找到address在页全局目录中相应表项的线性地址。仅用于内核页表。...TTBRx(Translation Table Base Register x)即页表转换基址寄存器,ARMv7提供了TTBR0和TTBR1两个寄存器,Linux分别将其应用于内核态和用户态。...ARMv8采用4KB页大小,使用4级页表时,内存分布如下,内核空间和用户空间大小分别为256TB。

    3.7K11

    Linux内核页表管理-那些鲜为人知的秘密

    ,可以将各级页表放到物理内存的任何地方,无论是硬件遍历还是内核遍历,比一级页表更复杂,但是为了节省内存,内核选择多级页表结构。...2)Linux内核 填写页表,将页表基地址告诉mmu 内核初始化建立内核页表,实现缺页异常等机制为用户任务按需分配并映射页表。 当然,内核也可以遍历页表,如缺页异常时遍历进程页表。 10....内核中涉及到的页表基地址?...内核: idmap_pg_dir 恒等映射页表(va=pa 映射2M) init_pg_dir 粗粒度内核页表 swapper_pg_dir 主内核页表 用户: tsk->mm-...页表填写/切换时机 1)内核页表填充 内核初始化过程: 物理地址 -> 恒等映射(建立恒等映射页表和粗粒度内核页表) ->打开mmu -> paging_init(建立细粒度的内核页表和内存线性映射

    1.9K22

    Linux-3.14.12内存管理笔记【建立内核页表(1)】

    前面已经分析过了Intel的内存映射和linux的基本使用情况,已知head_32.S仅是建立临时页表,内核还是要建立内核页表,做到全面映射的。...建立内核页表前奏,了解两个很关键的变量: max_pfn:最大物理内存页面帧号; max_low_pfn:低端内存区(直接映射空间区的内存)的最大可用页帧号; max_pfn 的值来自setup_arch...既然到此,顺便介绍一下内核空间映射情况。 ? 内核空间如上图,分为直接内存映射区(低端内存,线性)和高端内存映射区。...Linux是一个支持多硬件平台的操作系统,各种硬件芯片的分页并非固定的2级(页全局目录和页表),仅仅Intel处理器而言,就存在3级的情况(页全局目录、页中间目录和页表),而到了64位系统的时候就成了4...此外还有一个准备操作,在setup_arch()函数中调用的页表缓冲区申请操作: early_alloc_pgt_buf(): 【file:/arch/x86/mm/init.c】 void __init

    1.9K41

    页表与三级页表介绍

    在操作系统与计组学习中,我们会学习到页表这个概念,可以说,如今计算机的函数内存调用有很大一部分都离不开页表的调用,本文旨在详解页表的概念应用以及操作系统中的三级页表,三级页表对于节省空间起了至关重要的作用...页表 为什么要有页表 首先我们需要了解操作系统中的内存分配,以小而精的操作系统xv6举例,整个系统主要由两部分组成,分别为内核区(kernal)与用户区(user),在启动xv6系统后,会优先加载内核区中的代码...,给内核区分配物理内存,以便用户能够调用内核区提供的指令,同时用户也可以在用户区自定义指令完成指令的执行,那么问题来了,用户程序执行必然分配内存,那么这个内存是优先分配好的吗?...,这样就保证了即使物理内存只有一部分,各个用户程序也可以通过内存的映射找到对应的物理内存进行使用,同时虚拟内存的存在也保护了内核区等重要代码的安全性,使得用户只可以操作用户区的内存代码 这里并不一定需要虚拟内存一定小于物理内存...至此,有关于页表与三级页表的介绍就到这里了,页表的存在对于内核区与用户区加载代码起了至关重要的作用,真正理解页表的转换机制有助于我们对操作系统的虚拟内存有更深刻的认识

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    内核必须懂(七): Linux四级页表(x64)

    目录 前言 Intel四级页表 实操寻址 获取cr3 获取PGD 获取PUD 获取PMD 获取PTE 获取内容 最后 ---- 前言 Linux四级页表的作用主要就是地址映射, 将逻辑地址映射到物理地址...很多时候, 有些地方想不明白就可以查看实际物理地址进行分析. ---- Intel 四级页表 其实很多设计的根源或者说原因都来自于CPU的设计, OS很多时候都是辅助CPU....Linux的四级页表就是依据CPU的四级页表来设计的. 这里主要说的就是Intel x64页面大小为4KB的情况, 如图所示: ?...在Linux当中, 第一级页表称为PGD, 当然是有历史原因的, 可以自行google. 所以Linux的四级页表分别是PGD -> PUD -> PMD -> PTE. ?...---- 最后 当然了, 这次是在用户态下进行从线性地址到物理地址转换的, 如果是内核态有些地方会发生变化. 暂时写到这里, 内核态等后续的更新了.

    7.7K40

    宋宝华: ARM64 Linux内核页表的块映射

    以典型的4K页和48位虚拟地址为例,整个内核空间的虚拟地址分布如下: ?...我们看看这种情况下的页表,我们既可以用最终的【20:12】对应的PTE映射项,以4K为单位,进行虚拟地址到物理地址的映射;又可以以【29:21】对应的PMD映射项,以2M为单位,进行虚拟地址到物理地址的映射...当然,如果用户态的虚实映射是这样的,用户实际得到了一个1GB的巨页。但是对于内核的线性映射区域而言,即便我们进行了1GB的PUD映射,这1G内部就可以进一步切割为4KB页或者2MB的巨页。...我们把它们全部选中,这样我们可以得到一个debugfs接口: /sys/kernel/debug/kernel_page_tables 来获知内核态页表的情况。...我在内核启动参数加的rodata=0实际上是让rodata_full为false。如果我把这个kernel启动选项去掉,我得到的内核页表是完全不一样,线性映射区也全部是PTE映射: ?

    3.6K10

    一文看懂影子页表和扩展页表

    后引入页表机制,把虚拟地址送往MMU,MMU查TLB不中的情况下,依次查页表就可以找到对应的物理地址。...二.影子页表 (Shadow page table) 影子页表我用一句话来描述就是:VMM把Guest和Host中的页表合并成一个页表,称为影子页表,来实现GVA->HPA映射。...4, 把GVA -> HPA,这一路的映射关系记录到页表中,这个页表就是影子页表。...虚拟机页表和影子页表通过一个哈希表建立关联(当然也有其他的关联方式),客户机操作系统把当前进程的页表基址载入PDBR时而VMM将会截获这一特权指令,将进程的影子页表基址载入客户机PDBR,使客户机在恢复运行时...硬件层面引入EPTP寄存器,来指向EPT页表基地址。Guest运行时,Guest页表被载入PDBR,而 EPT 页表被载入专门的EPT 页表指针寄存器 EPTP。

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    Linux内核15-内核如何创建进程

    _do_fork()函数 不论是clone()、fork()还是vfork(),它们最核心的部分还是调用_do_fork()(一个与体系无关的函数),完成创建进程的工作。...:创建旧进程的副本,比如进程描述符和子进程运行需要的其它内核数据结构。...根据是创建线程还是进程设置线程组组长、进程组组长等等信息 // ... // 12....esp寄存器加载thread.esp的值(也就是获取了子进程的内核态栈的地址),eip寄存器加载ret_from_fork()函数的返回地址(子进程执行的下一条指令)。...创建完进程的4要素之后,把新进程的最开始执行的指令设置到eip寄存器即可。然后就是等待内核调度。当轮到新进程使用CPU的时候,就从eip寄存器开始执行。

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