c - 指针指的是物理内存还是虚拟内存？

Question

我最近了解到计算机程序实际上并不使用物理内存的地址。相反，我知道物理内存被操作系统“隐藏”给应用程序。

我的问题来了:指针返回的是物理内存地址还是虚拟内存地址？

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。它只是操作系统随机分配的一个数字吗？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在 RAM 中以“线”形式存在，或者它们是否可能被分配到稀疏区域并且操作系统只是伪造程序员？

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。某些 RTOS 或其他自定义裸机应用程序除外。

虚拟地址不一定随机，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)，地址是有意随机化的。

Does this mean that an array is actually in a 'line' form in the RAM, or is it possible for them to be assigned in sparse regions and the OS merely fakes the programmer?

两者都有。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，如果您有一个 1 KiB 的数组(其起始地址至少对齐 1 KiB)，它将在物理上是连续的。然而，一个 16 KiB 的数组可能分散在 4 个页面中，这些页面彼此之间的距离很远。