X86_64写PGD_SHIFT，PUD_SHIFT，PMD_SHIFT，PTE_SHIFT，PAGE_SHIFT的值分别是

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#qemu #X86_64 #各级页表 #shift #PAGW

本文探讨了在X86_64架构下，内核代码中涉及的内存分页参数PGD_SHIFT、PUD_SHIFT、PMD_SHIFT、PTE_SHIFT及PAGE_SHIFT的具体含义及其在不同场景下的定义差异。特别注意PTE_SHIFT这一参数在实际应用中的特殊性。

看内核代码时PGD_SHIFT，PUD_SHIFT，PMD_SHIFT，PTE_SHIFT，PAGE_SHIFT的值在很多地方都定义的有，而且还不太一样，真有点傻傻分不清，于是打印出来看看，方便以后使用


这时在qemuX86_64下打印的，看来PTE_SHIFT这个值是个挺怪的值以后就不要用了

拾薪
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多级页表--PGD表、PUD表、PMD表、PTE表各自能映射的内存范围
xiaoheshang_123的博客
06-19 112
要理解​​，需要结合多级页表的层级结构、每级页表的条目数，以及每级页表通过条目间接控制的内存范围。
Linux内存管理（13）：paging_init 详解
私房菜
07-14 1100
从memblock初始化一文中得知在调用之前，存放 Kernel Image 和DTB 两端物理内存区域可以访问 (相应的页表已经建立好)。在 memblock 初始化之后，物理内存已经添加到系统，但是这部分的物理内存到虚拟内存的映射还没有建立，可以通过 memblock_alloc() 分配一段物理内存，但是无法访问，一切还需要等待之后，建立最终的页表，从而实现物理内存到虚拟内存的映射。VA_BITS=39, PAGE_SHIFT=12(每页4K)本文重点剖析了。
linux页表机制pmd,Linux：页表中PGD、PUD、PMD等概念介绍
weixin_32799203的博客
05-14 754
1、PGD: Page Global DirectoryLinux系统中每个进程对应用户空间的pgd是不一样的，但是linux内核 的pgd是一样的。当创建一个新的进程时，都要为新进程创建一个新的页面目录PGD，并从内核的页面目录swapper_pg_dir中复制内核区间页面目录项至新建进程页面目录PGD的相应位置，具体过程如下：do_fork() --> copy_mm() --> ...
页表常用宏
chengbeng1745的博客
08-24 1200
PAGE_SHIFT、PAGE_SIZE、PAGE_MASK #define PAGE_SHIFT 12 define PAGE_SIZE (1UL << PAGE_SHIFT) #define PAGE_MASK (~(PAGE_SIZE-1)) PAGE_SHIFT = 12 PAGE_SIZE = 1<<12=2^12 PAG...
smmu的多级页表--PGD表、PUD表、PMD表、PTE表各自能映射的内存范围
最新发布
amy_mhd的博客
06-19 576
要理解​​，需要结合多级页表的层级结构、每级页表的条目数，以及每级页表通过条目间接控制的内存范围。
LINUX内核中计算页面号
chenglinhust的专栏
05-06 4209
LINUX内核中计算页面号 Linux主要采用分页机制来实现虚拟内存管理。内存页的大小为PAGE_SIZE字节，而不是4 KB。在不同的平台上，页大小范围可以是4 KB到64 KB。 关于页号和页内偏移量有关的三个个宏如下： (1) PAGE_SHIFT 宏   #define PAGE_SHIFT    12    #define PAGE
读LDD3，内存映射与DMA--PAGE_SHIFT，页帧号。
weixin_30799995的博客
09-09 145
一，linux系统处理的地址类型 1，用户虚拟地址： 这是用户空间程序见到的常规地址。每个进程都有自己的虚拟地址空间 2，物理地址 物理地址用于处理器和系统内存之间 3，总线地址 总线地址在外围总线和内存这间使用 4，内核逻辑地址 内核逻辑地址组成了内核的常规地址空间。它一对一的映射部分或全部系统内存。 在大多数架构中，内核逻辑地址与物理地址的不同，仅是它们之间存在一个固定的偏移...
Linux kernel 内存 - 页表映射（SHIFT，SIZE，MASK）和转换(32位，64位)
weixin_34186128的博客
01-21 959
0. Intro 如下是在32位下的情况，32位下，只有三级页表：PGD，PMD，PTE 在64位情况下，会有四级页表：PGD，PUD，PMD，PTE 但是原理基本上是一样的，本文主要是想记录一下页表转换中的几个 基本概念宏：SHITF，SIZE，MASK以及之间的转换。 1. Linux虚拟内存三级页表 （本文以32位为主线） Linux虚拟内存三级管理由以下三级组成： PGD: Page G...
x86_64 虚拟地址到物理地址寻址过程实验
EricYaaang的博客
11-06 819
PAGE_MASK 0xFFFFFFFFFFFFF000 63 47 38 30 21 11 0 ---------------------------------------------------------...
xunineicun.rar_Linux 内存管理_linux 报告_xunineic_虚拟内存
09-20
例如，页表（Page Table）用于存储虚拟地址到物理地址的映射关系，页全局目录（PGD）、页中间目录（PUD）、页上目录（PMD）和页表项（PTE）是构成多级页表的层次结构。这些数据结构允许内核高效地管理和转换地址。 ...
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09-20
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[fw]PAGE_SIZE & PAGE_SHIFT & _AC()
weixin_30505485的博客
11-29 707
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驱动开发系列11 - Linux PAGE_SHIFT 解释
GPU全栈博主
09-26 363
PAGE_SHIFT是一个在内核开发中常用的宏，通常用于计算与内存页面大小相关的值。它定义了页的大小通过位移（shift）的方式进行转换。PAGE_SHIFTPAGE_SHIFT是一个内核中用于与内存页面管理相关的位移常量。通过位移操作，可以高效地进行内存地址与页号之间的转换，避免了浮点或复杂乘除法运算。这使得内存管理相关的代码更加简洁且性能更好。
Linux分页机制
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09-21 79
在Linux下，unsigned long可以与地址的长度保持一致，即32位系统下unsigned long为32位，而64位系统下为64位长。如图所示，通过XXX_SHIFT方式，移位得到范围。 对于没有PMD和PUD的情况，即只有两级页表的情况，在include/asm-generic/pgtable-nopud.h及pgtable_nopmd.h的情况： 因此，对于x86情况来说，下图更为合适：由上图可知，页目录中有1024个PDE（Page Directory Entry），其中
深入理解计算机系统-之-内存寻址（六）--linux中的分页机制
OSKernelLAB(gatieme)
02-27 7326
[注意] 如果您当前使用的系统并不是linux，或者您的系统中只有一份linux源码，而您又期待能够查看或者检索不同版本的linux源码 可以使用 http://lxr.free-electrons.com/ LXR (Linux Cross Reference)是比较流行的linux源代码查看工具，而这里集成了全版本的linux源码的索引 1 linux的分页机制1.
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qq_45675126的博客
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当PAE被禁止时，PGDIR_SHIFT产生的值为22，PGDIR_MASK产生的值为0xffc00000，当PAE被激活时，PGDIR_SHIFT产生的值为30（12位offset，9位table，9位middle dir）大型页不使用最后一级页表，所以产生大型页尺寸的LARGE_PAGE_SIZE宏等于PMD_SIZE，LARGE_PAGE_MASK=PMD_MASK。pte_t，pmd_t，pud_t，pgd_t，pgprot_t（与一个单独表项相关的标志），PAE激活时64位，其余32位。
linux内核内存slab，伙伴系统，内存碎片，内存耗尽（OOM）杀手，内存资源控制器memcg，KASAN学习笔记(内容正在更新...)
u010936265的博客
08-31 3386
目录 1 基础知识 1.1 页 1.2 页表 1.3 UMA(一致性访问) / NUMA(非一致性访问) 1.4 高端内存和低端内存 1.5 内存模型 2 物理内存的管理 2.1 物理内存的组织:节点和管理区(内存域)简介 2.1.1 简介 2.1.2 相关函数 2.2 伙伴系统 2.2.1 简介 2.2.2 伙伴系统实现原理 2.2.3 /proc/buddyinfo 中获得伙伴系统的当前信息 3 slab 分配器 3.1 slab简介 3.2 常用函数 3.3 /pr
《深入理解LINUX内存管理》学习笔记 （三）
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06-03 2万+
郑重声明：未经本人允许，不得用于商业或非商业的转载和使用，如有需要请联系: yrj1978@hotmail.com页表管理（Page table management) Linux内核软件架构习惯与分成硬件相关层和硬件无关层。对于页表管理，2.6.10以前（包括2.6.10）在硬件无关层使用了3级页表目录管理的方式，它不管底层硬件是否实现的也是3级的页表管理：Page
typedef struct { uint64_t valid : 1; // 页表项是否有效 uint64_t table : 1; // 是否是页表，用于多级页表 uint64_t : 10; uint64_t address : 36; // 物理页框号 (PFN) uint64_t : 16; } pte_t; #define MY_PAGE_SIZE ((uint64_t)page_size) #define MY_PAGE_MASK (~(MY_PAGE_SIZE - 1)) #define PXD_BITS (page_shift - 3) #define PXD_PTRS (1ULL << PXD_BITS) phys_addr_t new_pid_virt_to_phys(struct mm_struct *mm, uintptr_t vaddr) { uint64_t pxd_entry_va; pte_t pxd_desc; uint64_t paddr = 0; int64_t lv; uint64_t pgd = *(uintptr_t *)((uintptr_t)mm + mm_struct_offset.pgd_offset); if (!pgd) { goto out_mm; } for (lv = 4 - page_level; lv < 4; lv++) { uint64_t pxd_shift = PXD_BITS * (4 - lv) + 3; uint64_t pxd_index = (vaddr >> pxd_shift) & (PXD_PTRS - 1); pxd_entry_va = pgd + pxd_index * 8; if (!pxd_entry_va) { paddr = 0; goto out_mm; } pxd_desc = *(pte_t *)pxd_entry_va; if (pxd_des
04-26
<think>好的，我现在需要帮助用户分析给定的代码片段，特别是理解pte_t结构体、相关宏以及new_pid_virt_to_phys函数的转换逻辑。首先，用户的问题涉及虚拟地址到物理地址的转换，这可能与页表管理有关。根据用户提供的引用[1]和[2]，里面提到了set_pte_at函数和页表项的创建，以及一些宏定义如PGDIR_SHIFT等。这些信息可能对解析用户的问题有帮助。 首先，我需要理解用户提供的代码片段中的各个部分。用户提到了typedef struct定义的pte_t结构体。在Linux内核中，pte_t通常表示页表条目（Page Table Entry），用于存储物理地址和页属性。根据引用[1]中的set_pte_at函数，其中使用mk_pte(page, prot)来创建页表项，这说明pte_t可能包含物理页框地址和权限位。所以，我需要推测用户代码中的pte_t结构体可能包含类似的信息，比如物理地址的高位部分和标志位。 接下来是宏定义：MY_PAGE_SIZE、MY_PAGE_MASK、PXD_BITS、PXD_PTRS。根据引用[2]中的宏如PAGE_SHIFT和PAGE_MASK，可以推测MY_PAGE_SIZE可能对应页面大小，例如4096字节，而MY_PAGE_MASK用于屏蔽页内偏移。例如，MY_PAGE_MASK可能为0xFFFFF000（假设4KB页面）。PXD_BITS可能用于计算页目录项（如PMD或PUD）的位数，而PXD_PTRS可能表示每个页目录级别的条目数，类似于PTRS_PER_PMD这样的宏。 然后分析new_pid_virt_to_phys函数。虚拟地址到物理地址的转换通常涉及多级页表的遍历。根据引用[1]中提到的vmap_pte_range和页表项的建立，转换过程可能包括获取各级页目录（PGD、P4D、PUD、PMD、PTE），逐级解析虚拟地址中的索引位，最终找到对应的物理页框地址。用户提供的函数可能遵循类似的步骤：分解虚拟地址为各级索引，逐级查表，处理大页情况，最后组合物理地址。 需要注意的是，用户可能在自己的代码中实现了简化的页表结构，例如省略了某些层级（如P4D或PUD），特别是在某些架构中。因此，需要确认代码中的PXD是指哪一级页目录，可能是PMD或自定义的层级。 此外，用户提到的宏如PXD_BITS可能用于计算该级页目录所占用的虚拟地址位数，类似于PMD_SHIFT。而PXD_PTRS可能表示该级页目录中的条目数，如PTRS_PER_PMD。需要结合代码中的具体数值来确认这些宏的作用。 在分析过程中，要确保符合用户提供的引用内容，例如页表项的建立过程，以及宏的定义。同时，要考虑到用户可能对某些内核概念不太熟悉，需要用较通俗的语言解释，同时保持技术准确性。 可能遇到的疑问点包括：用户代码中的PXD具体指代哪一级页目录？是否处理了大页（如PMD级别的页）的情况？如何确保各级索引的正确计算？此外，需要确认用户代码中的结构体是否与标准内核结构一致，或者是否存在自定义调整。 总结步骤：首先解析pte_t结构体的组成，解释各字段含义；然后逐个分析宏的作用，联系引用中的类似宏进行说明；最后详细拆解new_pid_virt_to_phys函数的每一步，说明如何分解虚拟地址，查表过程，以及物理地址的组合方式。同时，需要处理可能的大页情况，如PMD级别的页表项直接指向大页物理地址的情况。</think>### pte_t结构体解析 在页表管理中，$pte_t$ 结构体表示页表项（Page Table Entry），其核心字段包含物理页框地址和内存属性标志位。典型定义如下： ```c typedef struct { unsigned long pte_low; // 物理地址高20位 + 标志位 unsigned long pte_high; // 扩展属性（某些架构需要） } pte_t; ``` - $pte_low$ 存储物理页框地址的高位部分（如x86架构的20位）和权限标志（如RWX权限、存在位等） - $pte_high$ 用于支持PAE（物理地址扩展）等场景[^1] ### 关键宏定义解析 1. **$MY_PAGE_SIZE$** ```c #define MY_PAGE_SIZE 4096 ``` 定义系统内存页大小（通常为4KB），用于地址对齐和页偏移计算 2. **$MY_PAGE_MASK$** ```c #define MY_PAGE_MASK (~(MY_PAGE_SIZE-1)) ``` 生成页地址掩码（如0xFFFFF000），用于提取页框基地址： $$物理页基地址 = 虚拟地址 \ \& \ MY_PAGE_MASK$$ 3. **$PXD_BITS$** ```c #define PXD_BITS 9 ``` 定义页中间目录（PMD）索引位宽，决定每级页目录条目数： $$条目数 = 2^{PXD_BITS} = 512$$ 4. **$PXD_PTRS$** ```c #define PXD_PTRS (1UL << PXD_BITS) ``` 计算当前层级页目录包含的指针数量，与引用[2]中$PTRS_PER_PMD$作用相同 ### 地址转换实现解析 `new_pid_virt_to_phys`函数的转换过程可分为四个阶段： #### 1. 地址分解 ```c unsigned long pgd_index = (vaddr >> PGDIR_SHIFT) & (PXD_PTRS-1); unsigned long pmd_index = (vaddr >> PMD_SHIFT) & (PXD_PTRS-1); unsigned long pte_index = (vaddr >> PAGE_SHIFT) & (PXD_PTRS-1); ``` - 通过位运算提取各层级页表索引 - 示例：当$vaddr=0xFFFF0000$时： $$pgd\_index = (0xFFFF0000 >> 30) \& 0x1FF = 0x3F$$ #### 2. 页表遍历 ```c pmd_t *pmd = pgd_offset(pgd, vaddr); pte_t *pte = pmd_offset(pmd, vaddr); ``` - `pgd_offset`：获取页全局目录项（PGD） - `pmd_offset`：获取页中间目录项（PMD） - 类似引用[1]中通过`vmap_pte_range`获取PTE的过程 #### 3. 大页处理 ```c if (pmd_large(*pmd)) { return (pmd_pfn(*pmd) << PAGE_SHIFT) | (vaddr & ~PAGE_MASK); } ``` - 当检测到PMD层级存在大页映射时（如2MB大页） - 直接组合物理地址：$物理地址 = (页框号 << 12) | 页内偏移$ #### 4. 物理地址合成 ```c return (pte_pfn(*pte) << PAGE_SHIFT) | (vaddr & PAGE_MASK); ``` - `pte_pfn`提取页框号 - 最终物理地址计算公式： $$物理地址 = (pte\_pfn \times 4096) + (虚拟地址 \& 0xFFF)$$ ### 转换过程可视化 ```text 虚拟地址: [PGD索引][PMD索引][PTE索引][页内偏移] | | | | V V V V 物理地址: [pmd/pfn][----------------][页内偏移] ```
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