十一步让你理解linux的内存映射

 

零：32位操作系统只有4G的虚拟地址空间，linux将最上的1G用于内核虚拟地址。
一：linux将物理内存完全一一映射到内核空间，这样很方便管理内存，任何页面的虚拟地址减去一个0xc0000000的偏移就可以得到物理地址。
二：内核还需要动态管理一些内存用于vmalloc或者设备临时映射等，因此不能将1G的虚拟空间完全一一映射物理内存，因此权衡了一个896M的大小，0xc0000000到0xc0000000+896M的虚拟地址空间一一映射物理内存，从0xc0000000+896M到0xffffffff的地址空间作为动态映射的需要。
三：因此早期的linux内核为了简单起见认为只有一种方式管理物理内存，那就是一一映射，因此大于896M的物理内存将不可用。然而...
四：虽然内核无法直接一一映射896M以上的物理内存，然而内核可以动态映射它们到vmalloc空间，另外也可以将这些大于896M的内存页面分配给用户态，然后将之映射到用户进程地址空间的0xc0000000以下。
五：增加了high-memory的概念，使得linux可以使用896之上的物理内存。所有大于896M的物理内存成为高端内存。
六：增加了high-memory支持的内核可以使用4G的物理内存
七：大于4G的物理内存还是无法使用，因为cpu的地址总线只有32位，地址总线直接作用于物理内存。
八：intel的机器增加了PAE，地址总线可以增加到36位，可以寻址64G。
九：然而必须编译带有HIGHMEM64G的内核。
十：直接换64位机器和操作系统吧。