请教Linux内存管理问题

tianhailong

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    明白点了，谢谢
    我觉得还是有些迷惑，假定机器的物理内存是1G，一般情况是没问题的，但是如果极端情况下，内核确实占用了3G-4G的内核空间，那么通过“x- PAGE_OFFSET”映射，确实需要1G的物理内存空间，对吧。在这种情况下，因为用户空间会占映射到一定的物理内存，而内核又通过“x- PAGE_OFFSET”映射到相应的物理内存，那么就有可能有冲突。比如3.5G的地址，映射为物理地址0.5G这个位置，而这个位置可能存放的是用户进程的代码数据。

    还有一点请教，在进程切换时会修改CR3指向相应的PGD，这样每个进程都有自己的页表，那么并发进程多时，这些也表的开销也很大了，这些页表存放在内核空间，极端情况下，内核的1G空间还不够存放所有的页表，这是怎么处理的，谢谢。

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这个问题以前讨论过，可以看看关于HIGH MEMORY的讨论。下面是我的理解，不一定对。最好还是去看书，比如ULK3。

1、当物理内存大于896M的时候，物理内存就没法同时全部被映射到内核的虚拟地址空间了。这时就要开始用到高端内存（HIGH MEMORY).

2、在LINUX中，一个设计思想是所有用到的物理内存都可以在内核中访问到。也就是说，应用程序用到的内存，如果分配了相应的物理内存的话，那么这个内存在内核中也可以被直接访问到。这个就可以推理出，应用程序在使用的那部分物理内存有2个虚拟地址。一个地址是小于0XC0000000的，让应用程序用的。另外一个地址是大于0XC0000000的，让内核来用的。（注意：这部分是我猜的，还没有证实过。哪位知道可以指点下，或者说说怎么做实验来验证）。

这样做的好处是在分配或者释放物理页面的时候，内核可以直接操作那部分页面，比如需要写回到SWAP分区。否则，如果有一部分物理页面只有一个小于0XC0000000的应用态虚拟地址，那么意味着只有在这个应用程序（称为A）在运行的时候，内核才可以访问（比如在释放页面的时候写回那部分内容）那些页面。因为不同程序的页表是不一样的。在另外一个应用程序B运行的时候，谁也无法访问到属于A的那部分页面了。假如在B运行的时候，发现物理内存不够，需要把一些页面写回到SWAP分区。那么这时应用程序A使用的那部分内存就没法进行回收，因为访问不到（假设需要保存A那些内存的内容到SWAP）。如果想回收A的内存，就必须再进行一次进程切换（CONTEXT SWITCH)，切换到A，然后回收，然后切换回B。这样做效率会比较低。

这样来看，所有内存都可以在内核中直接访问到是有道理的。

3、虽然内核可以直接访问用户态的内存，这并不表示一定会有冲突。只要访问时小心点就可以了。比如内核知道那些内存是自己用的，哪些是应用程序在用的。不要弄乱就可以了。

tianhailong

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    谢谢，说的有道理，针对你说的第二条，交换内存，有一个问题就是：内核可以访问到全部的物理内存地址，那么内核可以实现内存交换，但是在进行交换时必须清楚这个物理内存属于哪个进程(比如A今晨)，进而在交换之后，得以修改相应的页表，否则A再次 运行时使用原来的也映射关系，就会出错。

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我觉得是要做到上面说的那点。就是个实现问题了。