Linux中获取页表偏移的方法 (linux 获取页表偏移)

在Linux操作系统中，页表是一种非常重要的数据结构。它被用来管理内存的分配和释放，同时也避免了内存空间的重复使用。在许多情况下，我们需要获得页表的偏移量，以便进行一些内存管理操作。本文将会介绍如何在Linux中获取页表偏移量的方法。

1. 什么是页表

在介绍如何获取页表偏移量之前，首先需要了解什么是页表。现代电脑的内存是由一系列固定大小的页面组成的。而通常情况下，每个页面都被安装一个唯一的序列号，这个序列号被称为页帧号（PFN）。页表是一种数据结构，用来维护虚拟地址和物理地址之间的映射关系。虚拟地址为每个页面分配了一个唯一的索引，这个索引被称为虚拟页面号（VPN）。当应用程序尝试访问一个虚拟地址时，操作系统会通过页表将该虚拟页面号映射到一个物理页面号，然后再将该物理页映射到实际的物理内存地址。

2. 页表偏移量的定义

页表偏移量指的是一个页面开头距离页表头的距离。在Linux中，页表信息存储在内核空间的页表数组中。数组的基地址是一个结构体pt_head，它包含一个指向页表数组头部的指针。假设想要访问第n个页表项，那么我们需要找到其在页表数组中的偏移量，即：

offset = n * sizeof(struct page) – PAGE_OFFSET

其中PAGE_OFFSET是内核空间的起始地址，而struct page是一个包含关于虚拟内存页面的信息的结构体。我们可以将其定义在“include/linux/mm_types.h”文件中。

了解了页表偏移量的概念之后，我们接下来可以介绍如何在Linux中获取页表偏移量。

3. 使用pfn_to_page函数

在Linux中，我们可以使用pfn_to_page函数来获取虚拟页面号（VPN）在页表数组中的偏移量。该函数定义在“include/linux/mm_types.h”文件中。

pfn_to_page接收一个页面号作为参数，并返回一个指向该页面所在struct page结构体的指针。 也就是说，pfn_to_page函数提供了一个从虚拟地址（或者PFN）到页表数组索引的映射，因此它也是一个获取页表偏移量的重要函数。

下面给出一个示例程序，来说明如何使用pfn_to_page函数获取页表偏移量：

#include

int get_page_table_offset(unsigned long virt_addr) {

unsigned long pfn = virt_to_phys(virt_addr) >> PAGE_SHIFT;

struct page *page_ptr = pfn_to_page(pfn);

unsigned long offset = (unsigned long)page_ptr – (unsigned long)pt_head.page_table;

return offset / sizeof(struct page);

}

上述代码中，get_page_table_offset函数接收一个虚拟地址，并通过virt_to_phys函数将其转换为页帧号。然后，它使用pfn_to_page函数获取该页面的struct page结构体指针。它计算该页面在页表数组中的偏移量（以页表项数量计算），并将其返回。

4. 结论