linux - 为什么映射值的物理地址始终为零？

Question

我编写了一个程序来计算给定虚拟地址的物理地址。这个程序总是返回 0。这意味着没有找到特定的页面。为什么该页面不可用？

这段代码的作用是:这段代码创建一个文件的内存，并且使用我从 https://stackoverflow.com/a/28987409/6941772 中获取的函数将该内存映射的虚拟地址转换为物理地址。 .

#include <sys/mman.h> 
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h> // O_RDONLY
//#include <stddef.h> // to get NULL definition. NULL not a built in const. 
#include <string.h> // NULL is also defined in string.h, stdlib.h
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include "inttypes.h"

uint64_t vtop(uint64_t vaddr) {
    FILE *pagemap;
    uint64_t paddr = 0;

    unsigned long long int offset = (vaddr / sysconf(_SC_PAGESIZE)) * sizeof(uint64_t);
    uint64_t e;

    // https://www.kernel.org/doc/Documentation/vm/pagemap.txt
    if ((pagemap = fopen("/proc/self/pagemap", "r"))) {
        if (lseek(fileno(pagemap), offset, SEEK_SET) == offset) {
            if (fread(&e, sizeof(uint64_t), 1, pagemap)) {
                if (e & (1ULL << 63)) { // page present ?
                    paddr = e & ((1ULL << 54) - 1); // pfn mask
                    paddr = paddr * sysconf(_SC_PAGESIZE);
                    // add offset within page

                    paddr = paddr | (vaddr & (sysconf(_SC_PAGESIZE) - 1));
                                        printf(" paddr %lu \n", paddr);
                }
                                else {
                                    printf("page not found\n");
                                    }
            }
        }
        fclose(pagemap);
    }

    return paddr;
}

int main() {

    int oflag = O_RDONLY;
    const char *path = "file.json";
    const int fd = open(path, oflag);

    // use stat to find the file size
    struct stat stat;
    int ret = fstat(fd, &stat);

    int mflags = MAP_PRIVATE; // information about handling the mapped data
    int mprot = PROT_READ|PROT_WRITE; // access permissions to the data being mapped 
    size_t size = stat.st_size;
    void *addr = mmap(NULL, size, mprot, mflags, fd, 0);
    printf("virtual addres is %p\n", addr);
    printf("physical addres is %ld\n", vtop((uint64_t)addr));

    return 0;
}

当我使用 malloc 而不是 mmap 时，我得到的物理地址为 0x670这个数字有什么特点？

Answer 1

I wrote a program which calculates the physical address of a given virtual address. This program always return 0.

从/proc/self/pagemap访问物理地址需要以root权限运行程序(sudo)。否则，您仍然可以打开 /proc/self/pagemap 并从中读取。只是物理地址看起来都为零。由于您将 NULL 传递给 mmap 的第一个参数，它将返回页面对齐的虚拟地址。所以页面偏移量也为零。因此，vtop 将返回零。

When I use malloc, instead of mmap, I get the physical address as 0x670what is the speciality of this number?

使用malloc 分配内存时，返回的虚拟地址可能不是页面对齐的。因此，页面偏移量可能不为零。打印的值 0x670 只是添加到零物理地址的页面偏移量。

这是你需要做的:

• 确保传递给 mmap 的长度参数(文件大小)大于零(文件不能为空)。否则，mmap 返回 -1，errno 设置为 EINVAL。
• 无论程序是否有 root 权限，如果没有映射页面被触及，默认情况下，不会为它们分配物理页面。该程序将打印找不到页面。为避免此问题，您可以在调用 vtop 之前读取一个字节 (char c = *((char*)addr);)。
• 现在，如果您触摸映射区域的第一页，但在没有 root 权限的情况下运行程序，物理地址将为零，但页面偏移量可能为零，也可能不为零。所以你只会得到页面偏移量。使用 sudo 运行程序以解决问题。