一个新手问题。我正在做一些内核研究并对 ZONE_NORMAL 的大小限制为 896MB。我不明白为什么内核不能 直接将4G物理内存映射到内核空间。一些文件 提到了它的页面映射大小限制。但是考虑到4G内存 有 2^20 页，每个“结构页”是 4 个字节，mem_map 将 只有4MB。那不应该是问题。希望你能给我一些 光。
谢谢
【问题讨论】：
当然，内核可以映射所有可用内存。
在 Linux 中，所有 bank 中可用的内存被分类为“节点”。这些节点用于指示每个 bank 有多少内存。每个节点中的内存被划分为“区域”。当前定义的区域是ZONE_DMA、ZONE_NORMAL和ZONE_HIGHMEM。
ZONE_DMA 被某些设备用于数据传输，并映射到较低的物理内存范围（最大 16 MB）。
ZONE_NORMAL 区域中的内存被内核映射到线性地址空间的上部区域。大多数操作只能在ZONE_NORMAL进行；所以这是最关键的性能区域。 ZONE_NORMAL 从 16 MB 变为 896 MB。
为什么？
部分内存是为内核数据结构保留的，这些数据结构存储有关内存映射和页表的信息。这在 x86 上是 128 MB。因此，在内核可以访问的 1 GB 物理内存中（在典型配置中，为内核保留 1 GB），保留了 128 MB。因此，这 128 MB 中的内核虚拟地址不会直接映射到物理内存。这会为ZONE_NORMAL 留下最多 896 MB 的空间。因此，即使有 1 GB 的物理 RAM，实际上也只有 896 MB 可用于用户空间。
为了更好地理解这个主题，我建议你看一下 Linux 设备驱动程序 (pdf) 的第 15 章。
【讨论】：
内核将自身限制为 896 MB 的原因是出于性能原因。
内核可用的空间越多意味着用户空间可用的地址空间更少。这种 3/1 拆分意味着用户进程可以分配的最大地址空间为 3 GB——当然，由于内存碎片，实际上它似乎开始在 2.5 GB 左右出现故障。
可以使用不同的拆分：2/2 和 1/3 拆分为内核分配 2 GB 的地址空间，为用户空间分配 2 GB 的地址空间，为内核分配 3 GB 的地址空间，为用户空间分配 1 GB 的地址空间。 （这个firefox现在消耗了 1249 兆字节，所以它不适合那些 1/3 拆分内核之一。）
有一些内核（可能仅限供应商？）支持所谓的 4:4 分割——内核有 4 GB 的地址空间，用户空间有 4 GB 的地址空间。这些对于具有 32 或 64 GB 内存的 32 位系统非常有用——因为大型系统可能有许多磁盘、大量 IO 正在运行，并且需要大量缓冲块设备和网络流量。但是，这些 4:4 内核需要在进入和退出每个系统调用时刷新 TLB 缓存。这些 TLB 刷新会显着降低“小型”系统的速度，并且仅在额外内存可以缓存足够的磁盘/网络资源以提高系统性能的“大型”系统上才值得。
其他拆分不会导致此 TLB 刷新，因为 TLB 维护一个权限位，指示当 CPU 处于用户状态或主管状态时页面是否可用：内核页面始终被映射，但仅在CPU 的主管标志已设置。因此，当退出回到进入内核的进程时，进入和退出内核很快。上下文切换时，当然需要刷新TLB。
【讨论】：
code Page 48 说它的页面地图问题。我不明白他计算 mem_map 的方式。希望你能给我一些启示。
kmap() 将 1024 个高页面短时间映射到低内存并使用 @ 取消映射987654325@。池似乎很小，但页面仅由kmap() 映射非常很短的时间。
mm 的进程，即另一个线程）。