x86_64 Linux 3.0：無効なメモリアドレス

Question

x86_64アーキテクチャのLinux 3.0でのプロセスには、64ビットの仮想アドレス空間があります。

0は、NULLポインタを示すために、このアドレス空間で無効なメモリアドレス[以下の定義を参照]であることが保証されています。

その他の64ビット番号（存在する場合）は、決して有効なメモリアドレスではないことが保証されていますが、その理由は何ですか？

たとえば、1は有効な住所ですか？ 2^64-1はどうですか？

： "は無効なメモリアドレスであることが保証されていますか？"とはどういう意味ですか？この質問の目的のために

void deref_and_assign(uint64_t i) 
{ 
    char* p = (char*) i; 
    *p = 42; 
} 

保証無効なメモリ参照が機能deref_and_assignは常にSIGSEGVを上げることを意味します。

Answer 1

ページ変換を有効にし、仮想アドレス0のメモリにアクセスできない場合（物理メモリが仮想アドレス空間にマップされるため）、1 ... 4095にアクセスできません。これらの4096のアドレスはすべて1ページのメモリに対応しており、全体として利用可能であるか、または利用できないためです。仮想アドレス0にメモリをマップしないことは良い考えです。それをマッピングしないと、多くのNULLポインタの逆参照をキャッチするのに役立ちます。ここのCPUは、マップされていない場所または現在実行中のコードよりも高い特権を必要とする場所にページフォールト（別名#PF）を生成します。

64ビットモードでは、CPUは64個より少ない仮想アドレスビットを実装でき、64ビットアドレスは実装されていないビットにすべてゼロまたはすべて1を入れる必要があります（値、0または1、最上位実装アドレスビットの値と同じでなければなりません。これらはすべてアドレス符号拡張として解釈できます）。そのようなアドレスは標準と呼ばれます。非正規アドレスを使用してメモリを読み書きしようとすると、一般的な保護違反（AKA #GP）が発生します。

したがって、OSによって（実際にはメモリのレイアウト上）、実際のCPUによって「無効な」メモリアドレスの範囲が出てくる可能性があります。ユーザモードアプリケーションからカーネルのメモリを読み書きしようとすると、#PFが得られます。マッピングされていないメモリ（たとえば、アドレス0〜4095）の読み書きを試みると、#PFが得られます。非正規アドレスでの読み書きをしようとすると、#GPが得られます。

これはあなたが探しているものですか？

Answer 2

Linuxプロセスで のセグメントが(void*)0から開始できないことを確認しました。

0 - 0xfff最初のページは決してmmap -edではありません（4Kbページのサイズはプロセッサとシステムに依存しますが、たいていは4kbです）。そして、あなたは、この最初のページ内（Linuxアプリケーション内から）ポインタを参照解除する0xffffffffffffffff（つまり2^64-1）で終わる最後のページ好奇心のうち