高端内存

高端内存

高端内存：是指物理地址大于 896M 的内存。对于这样的内存，无法在“内核直接映射空间”进行映射。

内核直接映射空间最多只能从3G到4G，只能直接映射1G物理内存，对于大于 1G 的物理内存，无能为力。因此，内核为了访问大于1G的物理内存，就必须留出一点空间<128M=1024-896>用于映射大于1G的物理内存。

　　实际上，“内核直接映射空间”也达不到 1G，还得留点线性空间给“内核动态映射空间” 呢。

　　因此，Linux 规定“内核直接映射空间” 最多映射 896M 物理内存。

　　对于高端内存，可以通过 alloc_page() 或者其它函数获得对应的 page，但是要想访问实际物理内存，还得把 page 转为线性地址才行（为什么？想想 MMU 是如何访问物理内存的），也就是说，我们需要为高端内存对应的 page 找一个线性空间（这段线性地址就是896M～1024M<3G-4G范围>共128M），这个过程称为高端内存映射。
   

    linux内核的pagetable swapper_pg_dir将虚拟地址0xC0000000~0xC0000000+896M映射到物理地址0x0~0x896M。除去内核代码占用的ram外，其余的物理ram都为空闲。当内核需要时，直接分配了就可以使用，而不需要再对swapper_pg_dir进行修改。而当用户空间需要的时候，内核为其分配page，并要修改应用进程的pagetable从而将刚分配的page映射到相应的应用进程地址空间。内核不需要再次映射，因为swapper_pg_dir已经将896M的地址映射到内核去了。除非内核使用HIGH_MEM，这时就要重新映射内核的高128M空间（修改swapper_pg_dir的高128项）。有上可知，只要应用进程分配的page小于896M(在内核地址空间之内)，内核都可以直接访问(参见#define __copy_user(to,from,size)其中to为内核地址，使用用户page_dir的768~896项(3G~3G+896M内核空间)，from使用用户地址：page_dir的0~767项(0～3G－1用户地址空间))。要是应用进程的page大于896M时，内核就不能直接访问了，需要使用swapper_pg_dir的高128项来映射应用进程的地址空间，这也是HIGH_MEM存在的原因。