指针指的是物理存储还是虚拟存储？

Question

我最近了解到计算机程序实际上并没有使用物理内存的地址。相反，我理解操作系统对应用程序“隐藏”物理内存。

我的问题出现了：指针是否返回物理内存或虚拟内存的地址？

如果我执行下面的代码，我会得到一个十六进制形式的地址。它只是一个由操作系统随机分配的数字吗？而且，我发现数组中元素的地址是连续分配的。这是否意味着数组实际上是在RAM中的“行”形式，或者它们是否可能在稀疏区域中分配，而OS只是伪造程序员？

int num = 3;
int arr[3];

printf("address of num: 0x%0x \n", &num);
printf("&arr[0]: 0x%0x \n", &arr[0]);
printf("&arr[1]: 0x%0x \n", &arr[1]);
printf("&arr[2]: 0x%0x \n", &arr[2]);

Answer 1

在所有现代操作系统（Windows，Linux，BSD等）中，用户空间应用程序中的所有地址都是虚拟地址。例外情况是某些RTOS或其他自定义裸机应用程序。

虚拟地址不一定是随机的，但从硬件的角度来看，它们是任意的。内核通常会决定为给定的映射请求分配的虚拟地址空间，有时会考虑用户空间请求。当使用像ASLR这样的东西时（现在很常见），地址是有意随机的。

这是否意味着数组实际上是在RAM中的“行”形式，或者它们是否可能在稀疏区域中分配，而OS只是伪造程序员？

都。操作系统创建内存页面的物理到虚拟映射，而不是单个地址。页面大小因架构而异，但通常为4 KiB。

因此，如果你有一个1 KiB数组（其起始地址至少为1 KiB对齐），它将是物理上连续的。然而，一个16 KiB阵列可能分散在4页之间，这些页面彼此不远。

Answer 2

这取决于操作系统。但主要是（在大多数操作系统上）它们是逻辑地址。有虚拟内存，寻呼等操作系统机制用于地址转换。通常这样做是为了确保不允许程序覆盖部分内存。如果您在没有操作系统的裸机内核上运行它来处理虚拟地址。它将是物理地址。如果它作为OS上的应用程序运行，您将获得虚拟地址。