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我上了一门关于操作系统设计和概念的课程，现在我正在尝试彻底研究 Linux 内核。我有一个我无法摆脱的问题。在现代操作系统中，每个进程都有自己的虚拟地址空间（VAS）（例如，32 位系统中的 0 到 2^32-1）。这提供了许多优点。但在实施中，我在某些方面感到困惑。让我通过一个例子来解释它：

假设我们有两个进程 p1, p2; p1 和 p2 有自己的 VAS。一个地址0x023f4a54映射到不同的物理地址（PA），怎么可能呢？这种翻译是怎么做到的。我的意思是我知道翻译机制，但我无法理解当涉及不同进程的地址空间时，相同的地址被映射到不同的物理地址。

这个问题针对任何使用 VAS 模型的操作系统，但我将指定 windows nt，因为这是我最了解的系统。

众所周知，默认情况下，32 位 Windows 上的进程自行获得 2 GB 内存。该内存可以位于系统内存、交换文件、USB 驱动器等中。

这意味着多个进程可以在地址 0x12345678 处分配内存，但是这当然不可能映射到相同的物理内存。

我的问题是，如何在不完全破坏性能的情况下做到这一点？处理器是否有某种机制来映射内存地址？

每次我们不想访问内存时都要求操作系统进行地图查找，看起来很慢..

http://www.alex-ionescu.com/?p=50。

我读了上面的帖子。作者通过单链表示例解释了为什么 Windows x64 只支持 44 位虚拟内存地址。

首先要做的牺牲是将序列号的空间减少到 9 位而不是 16 位，从而减少列表可以实现的最大序列号。这仍然只为指针留下了 39 位——对 32 位的改进是平庸的。通过在分配时强制结构为 16 字节对齐，可以再赢得 4 位，因为现在可以始终假定底部位为 0。

哦，我无法理解。

什么“通过在分配时强制结构为 16 字节对齐，可以再赢得 4 位，因为现在可以始终假定底部位为 0。” 方法？

我正在调查嵌入式系统的以太网驱动程序中的一些内存损坏问题。

我怀疑总线主控 DMA 控制器和慢速 SDRAM 之间存在问题。所以我想在快速 SRAM 中使用反弹缓冲区。为此，我需要做两件事：我必须将 SRAM 的物理地址（从总线主机的角度来看）放入 DMA 控制器缓冲区描述符中，并且一旦 DMA 控制器报告一个传入的数据包。

从阅读中我无法确定的内容

• http://vger.kernel.org/~davem/skb.html
• http://vger.kernel.org/~davem/skb_data.html

是 skb->data 是物理地址还是虚拟地址。即我应该打电话

或者

将数据包放入 sk_buff 以便 linux 网络堆栈的其余部分可以处理它？

编辑：这是有问题的驱动程序。我会说它正在将虚拟地址传递到 DMA 控制器寄存器中，因此无法工作，但我有一个可以使用此代码的 devkit。然而，我的 SDRAM 的时序不如 devkit DDR SDRAM 好，因此我正在考虑实现反弹缓冲区。

我的操作系统课程的最后一个示例问题：

大多数操作系统都支持“内存映射文件”；这描述了映射到正在运行的进程的地址空间的文件。对文件的读取和写入转换为内存读取和写入。我们可以想象存在两个新的系统调用，map() 和 unmap()。

a) 考虑 map()；它接受文件名和虚拟地址，使操作系统将文件映射到从虚拟地址开始的地址空间。描述如何使用虚拟内存系统来支持这个调用。

b) 考虑 unmap()；它将文件与虚拟地址空间分离。描述实现此系统调用应采用的统计信息。列出你所有的假设。

c) 在许多 UNIX 系统中，inode 保存在磁盘的开头。另一种设计是在创建文件时分配一个 inode，并将该 inode 放在文件第一个块的开头。讨论这种替代方案的利弊。

d) 如果包含空闲磁盘块信息的位图或空闲列表由于崩溃而完全丢失，会发生什么情况？无论如何要从这场灾难中恢复，还是磁盘不再可用。讨论您对 UNIX 和 FAT 样式的磁盘块分配的答案。

非常感谢有关这些问题的任何讨论信息。

来自过去操作系统决赛的示例问题，我如何计算这种问题？

一台计算机有一个 64 位的虚拟地址空间和 2048 字节的页面。页表条目占用 4 个字节。使用多级页表是因为每个表都必须包含在一个页中。需要多少级？

我将如何计算这个？

Linux操作系统中是否有任何API可以从虚拟地址中确定物理地址？

我读到前 3 GB 是为进程保留的，最后一个 GB 是为内核保留的。我还读到内核是从物理地址空间的第 2 MB 开始加载的（取决于配置）。我的问题是，所有进程的最后 1 GB 的映射是否相同，并映射到该物理内存区域？

另一个问题是，当进程切换到内核模式时（例如，发生系统调用时），那么使用哪些页表，是进程页表还是内核页表？如果使用内核页表，则它们无法访问属于该进程的内存位置。如果是这样，那么内核虚拟内存显然没有用处，因为对内核代码和数据的所有访问都将通过最后 1 GB 进程地址空间的映射。请帮助我澄清这一点（任何有用的链接将不胜感激）

我看了很多关于如何将进程地址空间划分为进程/内核的在线线程/教程

例如：我有一些 Helloworld 程序，我以 printf 的形式调用（反过来它会进行写入系统调用以进入内核空间）

我怀疑内核如何使用 Helloworld 程序堆栈。你能告诉我整个执行过程是如何进行的吗...

./helloworld -> printf() -> 写系统调用 -> 显示驱动 -> 从写返回 -> 返回 helloworld

谢谢，阿玛伦德

我知道这个问题更多的是关于操作系统而不是编程，对此感到抱歉。
在具有可变分区的多程序方案中，谁必须决定进程虚拟地址空间的大小？
如果在执行过程中我们发现一个进程需要更多内存怎么办？

对于可变分区方案，我的意思是不涉及分段或分页而是计数分配的方案。