Linux虛擬內存地址怎么轉化成物理內存地址

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背景

現代手機這種SOC(system on chip)，因為功耗、Modem等功能soc上集成了很多core,他們還可以是獨立的系統在運轉。

比如ADSP簡介ADSP(Application Digital Signal Processing)就是高通的Hexagon DSP  ,就是獨立運轉的一個core+system。這樣做不僅可以使用soc上的專用核處理專業的事情，比如上面說的ADSP就可以處理音頻解碼，當然它的DSP特性還可以處理sensor融合算法，比起通用處理器(cortex  a72 a53 a17 a9 a8這些核)處理效率更高，更省電。

當然出于成本因素我們不會為它單獨焊上一個內存顆粒，它共享了主存的一部分，比如從地址0xc0000000 - 0xc0100000  1MB的空間，此時內核(Linux運行在通用處理器上)將不再觸碰這塊內存。

但是多核共享同一個地址空間也有個弊端，就是如果程序有問題(野指針，數組越界)可能會寫別的core管理的內存空間，這樣給我們帶來的問題就是程序的值莫名其妙的被改變了。我們為了排查這種問題，才考慮把應用程序的虛擬地址轉化為物理地址，進行print  debug以便于統一分析。

實現

kernel 在2.6.25的時候加入了這樣一個功能/proc/self/pagemap  也就是在每個進程的/proc里面都有一個pagemap通過讀取里面的內容就可以算出當前虛擬地址對應的物理頁，然后加入page_offset就可以知道當前虛擬地址對應的物理地址。

pagemap需要你的應用有root權限才能使用。

#include <errno.h>  #include <stdio.h>  #include <sys/stat.h>  #include <string.h>  #include <fcntl.h>  #include <stdlib.h>  #include <stdint.h>  #include <sys/types.h>  #include <sys/stat.h>  #include <fcntl.h>  #include <unistd.h>  #include <sys/mman.h>  // 參考  // https://www.kernel.org/doc/Documentation/vm/pagemap.txt  #define    page_map_file     "/proc/self/pagemap"  #define    PFN_MASK          ((((uint64_t)1)<<55)-1)  #define    PFN_PRESENT_FLAG  (((uint64_t)1)<<63)  int mem_addr_vir2phy(unsigned long vir, unsigned long *phy)  {  int fd;  int page_size=getpagesize();  unsigned long vir_page_idx = vir/page_size;  unsigned long pfn_item_offset = vir_page_idx*sizeof(uint64_t);  uint64_t pfn_item;  fd = open(page_map_file, O_RDONLY);  if (fd<0)  {  fprintf(stderr, "open %s failed", page_map_file);  return -1;  }  if ((off_t)-1 == lseek(fd, pfn_item_offset, SEEK_SET))  {  fprintf(stderr, "lseek %s failed", page_map_file);  return -1;  }  if (sizeof(uint64_t) != read(fd, &pfn_item, sizeof(uint64_t)))  {  fprintf(stderr, "read %s failed", page_map_file);  return -1;  }  if (0==(pfn_item & PFN_PRESENT_FLAG))  {  fprintf(stderr, "page is not present");  return -1;  }  *phy = (pfn_item & PFN_MASK)*page_size + vir % page_size;  return 0;  }  int main(int argc, char* argv[]) {  unsigned long a = 0xffbbccaa;  unsigned long vir = reinterpret_cast<unsigned long>(&a);  unsigned long phy = 0;  fprintf(stderr, "sizeof(unsigned long):%lu, sizeof(unsigned long*):%lu\n", sizeof(unsigned long), sizeof(unsigned long*));  mem_addr_vir2phy(vir, &phy);  fprintf(stderr, "1 vir:0x%lx, phy: 0x%lx getchar to continue\n", vir, phy);  getchar();  a = 0x11111111;  fprintf(stderr, "2 vir:0x%lx, phy: 0x%lx getchar to continue\n", vir, phy);  getchar();  fprintf(stderr, "3 vir:0x%lx, phy: 0x%lx a:0x%lx\n", vir, phy, a);  }

如何驗證

你需要開啟kernel如下模塊

CONFIG_DEVMEM=y

關閉如下模塊

CONFIG_STRICT_DEVMEM=n

一般的Android  都有/system/bin/r(源碼在system/core/toolbox/r.c)這個命令，這個命令類似devmem之類的嵌入式工具，通過/dev/mem(物理內存)mmap來讀取物理內存的值，當然你也可以修改該地址的值

上面的例子他們通過getchar() 阻止程序的運行，以便你有足夠的時間來敲/system/bin/r命令和參數

命令用法，上面的例子我們取了一個棧上變量的虛擬地址，轉換成物理地址。然后你就可以通過/system/bin/r來讀取和修改這個地址的值了。

讀取0x9a6f0b20地址的值

adb shell /system/bin/r 0x9a6f0b20

修改0x9a6f0b20地址的值為0xffbbccaa

adb shell /system/bin/r 0x9a6f0b20 0xffbbccaa

源碼可以直接git clone git@github.com:green130181/kernel-study.git

工程里的 pagemap直接拷貝到aosp的任意目錄

然后aosp的根目錄執行

source build/envsetup.sh  lunch "your select"  cd pagemap dir  mm

之后adb push 到你的機器，即可開始驗證。

當然還有很多先進的比如ramdump　Trace32來實現內存地址查看，不過上面的對于一個應用來講足夠輕量級，夠用就好!

感謝各位的閱讀，以上就是“Linux虛擬內存地址怎么轉化成物理內存地址”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對Linux虛擬內存地址怎么轉化成物理內存地址這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！