如何在 Linux 内核中获取进程的虚拟地址

Question

目前，我正在尝试弄清楚如何在 Linux 内核中获取特定进程的虚拟地址 (VA)，因为有几个函数将 VA 作为与不同页面相关的参数目录，包括 pgd_offset()、pgd_index()、p4d_offset()、p4d_index()...

1. 谁能解释一下这些函数的作用，包括xxx_offset(), xxx_index()?(xxx:pgd, p4d, pmd...)以及如何要使用这些功能？

2. VA作为上述函数的参数是什么意思，是进程的虚拟地址吗？以及如何获得特定进程的 VA？我已经知道我们可以使用进程的task_struct->mm->mmap来获取虚拟地址的范围space，但不知道如何获取具体的虚拟地址。

3. task_struct->mm->pgd_t是不是表示PGD_directory的基地址？

Answer 1

你的问题没有道理。您不会“获得进程的虚拟地址”。一个进程有一个虚拟地址space，作为数据、代码、堆栈、堆等的虚拟内存映射

1. 这些函数在进程虚拟地址 space 中获取单个虚拟地址，并帮助遍历页面 table 以找到它的页面 table条目，然后是它的物理地址（或检查页面 table 条目标志）。在 Linux 中，有 4 个页面 table 级别可以到达页面 table 条目。通常级别是 pgd（page table 目录）、pud（page 上层目录）、pmd（page mid 目录）和 pte（page table 条目）。但我认为最近 p4d 被添加为额外的页面 table 级别。通常，页面目录（顶级页面table）的地址存储在CR3寄存器中。因此，您使用该地址访问目录，然后使用 pgd_index 和 pgd_offset 找到您需要查看的下一级 (p4d) 的地址，并重复直到您找到 pte。 mm/page_walk.c 文件是查看此操作的有用文件。

2. 进程在其 运行 时间内访问内存，通常此内存由虚拟地址引用。当它访问不在 TLB 中的地址时，必须如上所述遍历该地址以找出其位置和权限标志。没有“获取进程的 VA”，但是当您的程序使用 mmap 或 malloc 并且您获取变量地址时，这些地址通常是虚拟地址。您可以在 /proc/proc_number/maps 中查看具有 PID proc_number 的进程的虚拟地址布局。请注意，打开地址 space 布局随机化后，每次 运行 相同程序时此地图都会不同。

3. 我不确定，但您可以通过将该变量与我上面链接的 page_walk.c 文件中使用的 pgd 地址进行比较来测试它。