如何在 Linux kernel 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 kernel 中获取特定进程的虚拟地址（VA），因为有几个函数将 VA 作为与不同页面目录相关的参数，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...) 以及如何使用这些函数？

2. 当它作为上述函数的参数时，VA是什么意思，是进程的虚拟地址吗？ 以及如何获得特定流程的 VA？ 我已经知道我们可以使用进程的task_struct->mm->mmap来获取虚拟地址空间的范围，但是不知道如何获取特定的虚拟地址。

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

Answer 1

你的问题真的没有意义。 您不会“获得进程的虚拟地址”。 进程有一个虚拟地址空间，用作数据、代码、堆栈、堆等的虚拟 memory map。

1. 这些函数在进程虚拟地址空间中获取单个虚拟地址，并帮助遍历页表以查找其页表条目，然后找到其物理地址（或检查页表条目标志）。 在 Linux 中，有 4 个页表级别，通过 go 到达页表条目。 通常级别是pgd（页表目录）、pud（页上层目录）、pmd（页中间目录）和pte（页表条目）。 但我认为最近 p4d 被添加为额外的页表级别。 通常，页目录（顶级页表）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，并重复直到您点击 pte。 一个有用的文件是mm/page_walk.c文件。

2. 进程在其运行时访问 memory，通常这个 memory 由虚拟地址引用。 当它访问不在 TLB 中的地址时，必须按上述方式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 并且您获得变量的地址时，这些地址通常是虚拟地址。 您可以查看/proc/proc_number/maps以查看具有 PID proc_number的进程的虚拟地址布局。 请注意，在地址空间布局随机化打开的情况下，每次运行相同的程序时，此 map 都会有所不同。

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