linux系统可以在512MB内存运行吗？

_nosay

     请教linux系统可以在512MB内存运行吗？因为书上说：系统空间占据了虚存空间的最高1G字节，在物理内存是从最低的0地址开始，以0xC0000000做一下偏移，便完成了地址映射。这句话是不是等同于说：物理内存的低1G空间，必须给内核留着。那如果在低于1G的内存条上运行，用户进程岂不没有一点自己的空间？那不就跑不了用户程序了吗？
     还有个问题是，反正1G都是自己的，为什么不直接使用物理地址，还要0xC0000000偏移一下？

Jean_Leo

1、可以在512M的内存上运行；
2、通常32位的系统，最高1GByte的虚拟内存是内核的，注意是虚拟内存；
3、最高1GByte的虚拟内存是内核的，并非代表这1GByte内存都必须映射到物理内存上面，通常超过1GByte物理内存的情况下会这么做，但是少于这个内存的环境，是不会这么做的；
4、用户进程还是有3GByte的虚拟内存空间可用的，这点不必担心，至于分配给进程的虚拟内存是否映射物理内存，具体是按需映射的；
5、至于偏移到0xC0000000做映射，个人觉得是历史原因导致的，具体我也不懂；
6、为什么不直接用物理内存？假设内核独占了所有内存，那么看来很多人都得在内核态写应用程序了，如果不做映射进行虚拟规划的话，个人的第一直觉是应用程序的可移植性会很差。
——以上是个人的一点愚见。

_nosay

Jean_Leo 发表于 2015-09-19 23:50
1、可以在512M的内存上运行；
2、通常32位的系统，最高1GByte的虚拟内存是内核的，注意是虚拟内存；
3、最 ...

我不理解的是这2句话是什么意思：
① “对于系统空间而言，给定一个虚拟地址x，其物理地址是从x中减去PAGE_OFFSET”
    内核虚拟地址x - PAGE_OFFSET = 物理地址？ 物理地址不是MMU根据段寄存器和程序中的逻辑地址经过段式映射、页式映射，得到的吗？
② “当然，CPU并不是通过这里所说的计算方法进行地址映射的，__pa()只是为内核代码中为知道与一个虚地址对应的物理地址时提供方便”
    这句话不矛盾吗？CPU不通过这种方法映射，也能将内核中某个虚拟地址x映射成和__pa(x)同样的结果吗？

夕阳下的孤影

第一个问题：这种说法是指的直接映射的区域，也就是896M以内的虚拟空间。
该部分虚拟地址与物理地址相差PAGE_OFFSET，它也确实是由页表建立的映射，页表里面建立的就是这种对应关系。

第二个问题：作者想说的是程序员在使用时，可借助__pa进行地址转换，但实际上MMU做的工作要远远比这个复杂的多。

_nosay

夕阳下的孤影 发表于 2015-09-20 14:34
第一个问题：这种说法是指的直接映射的区域，也就是896M以内的虚拟空间。
该部分虚拟地址与物理地址相差PA ...

虚拟地址与物理地址的对应，是由内核事先安排，CPU只是完成在这种安排下通过虚拟地址找到物理地址，而内核之所以有自信把自己使用的地址安排到固定的物理地址，不担心这些物理地址已经被映射到用户进程的虚拟地址，那是因为它比用户进程先运行，而且不会被换出。是这样吗？

另外再请教个问题：如果一个应用程序需要很多内存，会把896MB以下的物理内存映射给该应用进程吗？那这个应用进程执行一段时间后，如果释放了1G地址以上的物理空间，内核又需要申请内存时，由于896MB以内的内存被占用太多，会不会把1G以上的物理内存拿来用？如果会就是通过高端内存来访问的吧？

nswcfd

这是哪本书里的插图？

_nosay

nswcfd 发表于 2015-09-21 11:22
这是哪本书里的插图？

《Linux内核源代码情景分析》里面的。

cascle

当年512M内存的安卓手机一大票

_nosay

cascle 发表于 2015-09-22 18:56
当年512M内存的安卓手机一大票

其实我本意不是问能不能，不过还是感谢你参与回答 。

_nosay

Jean_Leo 发表于 2015-09-19 23:50
1、可以在512M的内存上运行；
2、通常32位的系统，最高1GByte的虚拟内存是内核的，注意是虚拟内存；
3、最 ...

你好，你和夕阳下的孤影的回答对我帮助很大，我现在的理解是这样：
内核将系统空间安排到实际内存的低1G空间，目的是什么？为什么不是高1G呢？
① 为什么必须划分系统空间和用户空间？
   用户进程进入内核，不要误以为是切换到“内核进程”，而是该用户进程进入了“内核态”，CPU还是按照该用户进程的PGD、PT内容进行地址映射，所以存在这样一个划分，“告诫”每个用户进程将3G-4G空间按统一规律映射，才可以共享内核的“服务”。
② 系统空间空间为什么要映射到低1G物理空间？
   这个问题简单，物理内存可能比较小，比如256MB，只有0-256MB的物理空间。
③ 实际内存小于1G时，用户空间岂不是分不到物理内存？
   3G-4G的虚拟地址，一定会被映射到0-1G物理空间（这里先忽略高端内存的概念），但并不是说0-1G物理空间只能与3G-4G虚拟空间建立映射。
④ 不用担心由于系统空间的这种“一根筋”映射规律，把3G-4G中某个虚拟地址映射到已经建立映射关系的物理地址吗？
   内存先于用户进程执行，并且占用的内存不会被换出。
⑤ 那内核不就只能访问低1G物理内存了吗？
   参考“高端内存”资料。
⑥ 虚拟空间，为什么不是划为系统0-1G，用户1G-4G？
   不要误以为这样可以让0-1G直接对应着物理地址，其实MMU映射的映射过程还是不变的，都要经过一次内核的事先安排。