linux 访问物理空间的方法

1. 通过软件 hexedit

sudo hexedit /dev/mem

必须用管理员权限,这样可以访问到物理内存了,是不是很帅?

2. 程序编码访问物理地址

一、先补充一下基础知识

1．打开设备文件：
    mem是一个字符设备文件，是计算机主存的一个映像。通常只有root用户对其有读写权限。因此只有root用户能进行这些操作。
    如果要打开设备文件/dev/mem，需要系统调用open()函数，作用是打开一个文件或设备，其函数原型为：
    int open(const char *path, int flags);
    返回值：如果操作成功则返回一个文件描述符，否则返回－1
    形  参：
            path      被打开文件的路径即文件名描述。
            flags     文件的访问模式描述,可常用的选项见下:
                        O_RDONLY        只读方式
                        O_WRONLY        只写方式
                        O_RDWR          可读写方式
    说  明：此函数用于打开文件或者设备
    头文件：#include <fcntl.h> #include <stat.h>  定义在/usr/include/fcntl.h中
2．读取内存映像：
    内存映像其实在内存中创建一个与外存中文件完全相同的映像。用户可以将整个文件映射到内存中，也可以将文件的一部分映射到内存中。
    使用操作内存的方法对文件进行操作。系统会将内存映像文件所做的改动反映到真实文件中去。
    在内存映像I/O的实现过程中需要用到一些系统调用：
    首先是创建内存映像文件的系统调用mmap()函数，其函数原型为：
    void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
    返回值：成功时，返回值为指向内存映像起始地址的指针，当调用失败时，返回值为-1
    形  参：
            start      一个void指针，表示希望将文件映射到此指针指向的位置，通常为NULL。
            length     定义内存映像文件所占用的内存空间大小，以字节计。
            prot       内存映像文件的安全属性，注意和open函数中的flags属性保持一致。它的可使用的选项如下：
                          Flags                          含义
                        PROT_EXEC       被映像内存可能含义机器码，可被执行
                        PROT_NONE       映像内存不允许访问
                        PROT_READ       映像内存可读
                        PROT_WRITE      映像内存可写
            flags      内存映像的标志，选项如下：
                          Flags                                   含义
                        MAP_FIXED       指定映射起始地址，如果由start和len指定的内存区重叠于现存的映射空间，重叠部分将会被丢弃。
                                        如果指定的起始地址不可用，操作将会失败。并且起始地址必须落在页的边界上。
                        MAP_SHARED      与其它所有映射这个对象的进程共享映射空间。对共享区的写入，相当于输出到文件。
                                        直到msync()或者munmap()被调用，文件实际上不会被更新。 
                        MAP_PRIVATE     建立一个写入时拷贝的私有映射。内存区域的写入不会影响到原文件。
                                        这个标志和以上标志是互斥的，只能使用其中一个。 
                        MAP_NORESERVE   不要为这个映射保留交换空间。当交换空间被保留，对映射区修改的可能会得到保证。
                                        当交换空间不被保留，同时内存不足，对映射区的修改会引起段违例信号。
                        MAP_LOCKED      锁定映射区的页面，从而防止页面被交换出内存。 
                        MAP_GROWSDOWN   用于堆栈，告诉内核VM系统，映射区可以向下扩展。
                        MAP_ANONYMOUS   匿名映射，映射区不与任何文件关联。
                        MAP_ANON        MAP_ANONYMOUS的别称，不再被使用。 
                        MAP_FILE        兼容标志，被忽略。 
                        MAP_32BIT       将映射区放在进程地址空间的低2GB，MAP_FIXED指定时会被忽略。
                                        当前这个标志只在x86-64平台上得到支持。
                        MAP_POPULATE    为文件映射通过预读的方式准备好页表。随后对映射区的访问不会被页违例阻塞。 
                        MAP_NONBLOCK    仅和MAP_POPULATE一起使用时才有意义。不执行预读，只为已存在于内存中的页面建立页表入口。
            fd         要映射的文件的描述符。
            offset     所映射的数据内容 距离文件头的偏移量。
    说  明：此函数用于将一个文件或它的一部分映射到内存中。
    头文件：#include <sys/mman.h> #include <sys/types.h>  函数定义在/usr/include/sys/mman.h
3．撤销内存映像的修改
    另外我们使用完内存映像文件后，要用系统调用函数munmap()函数来撤销，其函数原型为：
    int munmap(void *start, size_t length);
    返回值：成功时，返回值为0；调用失败时返回值为 -1，并将errno设置为相应值。
    形  参：
            start      要撤销的内存映像文件的起始地址。
            length     要撤销的内存映像文件的大小。
    说  明：当进程结束或利用exec相关函数来执行其他程序时，映射内存会自动解除，但关闭对应的文件描述词时不会解除映射。
    头文件：#include <sys/mman.h>
4．将内存映像的改动保存到外存中
    最后，如果我们要将内存映像的改动保存到外存中，还需要系统调用msync()函数，其函数原型为：
    int msync(const void *start,size_t length,int flags);
    返回值：成功时，返回值为0；调用失败时返回值为 -1，并将errno设置为相应值。
    形  参：
            start      要保存到外存的那些源文件的起始地址。
            length     表示内存映像文件的大小。
            flags      设置了函数的相应操作，其具体选项如下：
                          Flags                      含义
                        MS_ASYNC           调用一个写操作并返回
                        MS_INVALIDATE      映像到相同文件的内存映像数据更新
                        MS_SYNC            完成写操作后函数返回
    说  明：进程在映射空间的对共享内容的改变并不直接写回到磁盘文件中，往往在调用munmap()后才执行该操作。
            可以通过调用msync()函数来实现磁盘文件内容与共享内存区中的内容一致,即同步操作。
    头文件：#include <sys/mman.h>
5．通过/dev/mem设备文件和mmap系统调用，可以将线性地址描述的物理内存映射到进程的地址空间，然后就可以直接访问这段内存了。

接下来看一个小程序: