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highmem
刺蝟@
原先一直都對linux高階記憶體的管理認識模模糊糊的，可能主要是初次接觸linux kernel 是0.11版吧，當初的記憶體設計是16m，linus對擁有32m的記憶體都是覬覦萬分，1g記憶體恐怕是天方夜譚了。16m記憶體**還顧得上高階記憶體，腦子就一直沒有這種概念。先我們還是來看看為什麼要有高階記憶體？
80386的線性定址空間是4g，核心空間從3g開始,如果全部採用"線性對映"(實體地址和邏輯位址只差乙個常量 page_offset ),最多管理1g物理記憶體，也就是1g的物理記憶體挨著挨著對應的是虛擬位址的3g到4g的位置。你想想如果多於1g的記憶體，我們用什麼線性位址來裝下這些多出的位址呢？我朋友的機器有2g,據說玩遊戲巨爽(amd64300+).顯然如果線性對映我的朋友就會浪費1g記憶體.為了使核心能夠訪問這些"高階記憶體",核心使用highmem.做法是不將核心1g的虛擬位址空間全部對映成物理記憶體,而是預留一部分給高階記憶體做臨時對映使用.
其實核心不僅僅預留了highmem的位址空間,還給fixmap,vmalloc預留了虛存空間.實際上,系統初始化的時候預留128m虛存,896m用於"直接"對映物理記憶體。下面我們先貼上一幅圖，摘自《understand linux kernel 》
高階記憶體對映有三種方式：
1、對映到「核心動態對映空間」
這種方式很簡單，因為通過 vmalloc() ，在"核心動態對映空間"(上圖的vmalloc_start到vmalloc_end)申請記憶體的時候，就可能從高階記憶體獲得頁面（參看 vmalloc 的實現），因此說高階記憶體有可能對映到"核心動態對映空間" 中。
2、永久核心對映
如果是通過 alloc_page() 獲得了高階記憶體對應的 page，如何給它找個線性空間？
核心專門為此留出一塊線性空間，從 pkmap_base 到
fixaddr_start (上圖的倒數第二塊區域)，用於對映高階記憶體。在 2.4 核心上，這個位址範圍是 4g-8m 到 4g-4m 之間。這個空間起叫「核心永久對映空間」或者「永久核心對映空間」。
由於這個空間是 4m 大小，最多能同時對映 1024 個 page。因此，對於不使用的的 page，及應該時從這個空間釋放掉（也就是解除對映關係），通過 kunmap() ，可以把乙個 page 對應的線性位址從這個空間釋放出來。
3、臨時對映
核心在 fixaddr_start 到 fixaddr_top 之間保留了一些線性空間用於特殊需求。這個空間稱為「固定對映空間」
在這個空間中，有一部分用於高階記憶體的臨時對映。
<?xml:namespace prefix = o />
這塊空間具有如下特點：
1、每個 cpu 占用一塊空間
2、在每個 cpu 占用的那塊空間中，又分為多個小空間，每個小空間大小是 1個 page，每個小空間用於乙個目的，這些目的定義在 kmap_types.h 中的 km_type 中。
當要進行一次臨時對映的時候，需要指定對映的目的，根據對映目的，可以找到對應的小空間，然後把這個空間的位址作為對映位址。這意味著一次臨時對映會導致以前的對映被覆蓋。
通過 kmap_atomic() 可實現臨時對映。
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Linux記憶體管理 核心高階記憶體
linux核心位址對映模型 x86 cpu採用了段頁式位址對映模型。程序 中的位址為邏輯位址，經過段頁式位址對映後，才真正訪問物理記憶體。段頁式機制如下圖 linux核心位址空間劃分 通常32位linux核心位址空間劃分0 3g為使用者空間，3 4g為核心空間。注意這裡是32位核心位址空間劃分，64...
Linux核心高階記憶體
sep11 2011 10 comments written bychen linux核心位址對映模型 x86 cpu採用了段頁式位址對映模型。程序 中的位址為邏輯位址，經過段頁式位址對映後，才真正訪問物理記憶體。段頁式機制如下圖。linux核心位址空間劃分 通常32位linux核心位址空間劃分0 ...
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