Linux内核高端内存的问题

tu21cn

最近在学习linux的内核，对物理内存的管理存在很大的疑问。
1. 虚拟地址0xc0000000~0xffffffff为内核用，共1G的虚拟地址空间。那如何映射物理内存超过1G的地址呢？虽然后面的100多M虚拟地址空间可进行动态的映射后面的物理内存，但如果某个程序就把这100多M占住不放，那其他的物理内存岂不是无法映射了，那物理内存岂不是浪费了？
2. 假设物理内存小于896M，则在内核中前896M地址空间和物理内存是一一对应映射的。某个进程用物理内存的时候会在进程空间中也对这个物理内存在0~3G空间进行映射，这样岂不是一个物理内存被进程空间和内核空间映射了两遍，这样是不是把虚拟地址空间浪费了？
3. 进程的0~3G虚拟地址空间能否映射超出内核映射的896M物理地址空间。比如某个进程的虚拟地址可不可以直接映射2G的物理地址？
4. 外设的内存在linux如何进行映射，特别是现在显卡的显存都快上G了，这部分空间会映射到虚拟地址空间吗？如果会的话如何映射呢？

感觉内存管理这个地方超级复杂，而且为了各种平台上的移植性做了各种抽象，所以看得特别累，望各位赐教。

yyu0378

我也不是很熟，我先声明一下：
1：这个是虚拟内存的高位1G，专门内核使用，也是进程间数据交换用的，一般是不让用户模式进程使用的
2：物理内存应该不是和虚拟内存空间一一映射，虚拟内存本来就是虚拟的，浪费点也没啥吧
3：一般进程不能够修改内核的内存空间，如果程序要求超过物理内存的大小，系统会启用交换内存，也就是将部分内容存放在硬盘上，在linux系统这个一般是swap分区
4：x86是要映射到统一的内存空间，其他平台有分开的，显存很大，但是内核没必要一次性全部映射过来，需要的映射不需要先不映射，和内存分配是同样的道理

tu21cn

回复 2# yyu0378

非常感谢！还是有些疑问：
2：物理内存应该不是和虚拟内存空间一一映射，虚拟内存本来就是虚拟的，浪费点也没啥吧
我是说内核里面只有1G的虚拟地址空间，但如果物理内存很大的话（比如3G）岂不是浪费了物理内存。


3：一般进程不能够修改内核的内存空间，如果程序要求超过物理内存的大小，系统会启用交换内存，也就是将部分内容存放在硬盘上，在linux系统这个一般是swap分区
我想问的是物理内存比较大的情况，像现在动不动2,3G的内存。一个进程的页表可以直接映射896M以外的物理内存吗？


4：x86是要映射到统一的内存空间，其他平台有分开的，显存很大，但是内核没必要一次性全部映射过来，需要的映射不需要先不映射，和内存分配是同样的道理
    如果是要映射显存，是映射到内核的虚拟地址空间还是进程的虚拟地址空间呢？

yyu0378

2：内核是占用每个线程的虚拟内存4G的最高的1G，并不是只有1G空间，这个空间是很大的
3：保护模式下，可以访问超过1M的内存空间，最大到4G物理内存（不考虑PAE的情况下）
4：一般是内核的

tu21cn

非常感谢！回复 4# yyu0378