浅析Linux内核高端内存

最新推荐文章于 2025-04-02 09:57:43 发布
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文章标签： linux 网络 运维
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本文介绍了Linux内核高端内存的由来、理解及其划分，包括ZONE_DMA、ZONE_NORMAL和ZONE_HIGHMEM。高端内存（HIGH_MEM）使得内核能够通过临时和持久映射访问超过1GB的物理内存。在x86架构中，内核利用有限的地址空间，通过动态映射和固定映射等方式，实现对所有物理内存的访问。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

Linux内核地址映射模型

x86 CPU采用了段页式地址映射模型。进程代码中的地址为逻辑地址，经过段页式地址映射后，才真正访问物理内存。

段页式机制如下图。

Linux内核地址空间划分

通常32位Linux内核地址空间划分0~3G为用户空间，3~4G为内核空间。注意这里是32位内核地址空间划分，64位内核地址空间划分是不同的。

Linux内核高端内存的由来

当内核模块代码或线程访问内存时，代码中的内存地址都为逻辑地址，而对应到真正的物理内存地址，需要地址一对一的映射，如逻辑地址0xc0000003对应的物理地址为0x3，0xc0000004对应的物理地址为0x4，… …，逻辑地址与物理地址对应的关系为

物理地址 = 逻辑地址 – 0xC0000000

逻辑地址 物理内存地址
0xc0000000 0x0
0xc0000001 0x1
0xc0000002 0x2
0xc0000003 0x3
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Linux内存管理之高端内存
ibless的博客
08-10 6553
Linux对内存的管理划分成三个层次，分别是Node、Zone、Page。对这三个层次简介如下： 层次 说明 Node（存储节点） CPU被划分成多个节点，每个节点都有自己的一块内存，可以参考NUMA架构有关节点的介绍 Zone（管理区） 每一个Node（节点）中的内存被划分成多个管理区域（Zone），用于表示不同范围的内存 Page（页面） 每一个管理区又进...
linux 64位内存划分,linux 64位内存空间大小？(linux 64 bits memory space size? [closed])
weixin_39521520的博客
04-30 994
linux 64位内存空间大小？(linux 64 bits memory space size? [closed])在Linux 32bit中，内核占用1GB的内存，而用户空间将占用剩余的gigs(~3) - 这与64位内核有何不同？In Linux 32bit, the kernel occupies 1gb of memory while the userspace will occupy ...
Linux内核内存布局与堆管理
最新发布
m0_74186706的博客
04-02 467
一、Linux内核内存布局一、Linux内核内存布局64位Linux一般使用48位来表示虚拟地址空间，45位表示物理地址。通过命令: cat /proc/cpuinfo。
高端内存
AXW2013的专栏
03-27 461
一、为什么我们需要高端内存我们知道在x86_32架构下，linux中的进程的虚拟地址空间大小是4GB，其中的用户空间占用其中的低3GB，而内核空间占用其中的高1GB。而实际上内核的物理空间是从地址0开始的。所以内核空间的物理地址和虚拟地址可以根据右式转换 PA = VA -0xC000 0000。根据这种计算方式，我们可以得到以下的表格：虚拟地址             物理地址0xC000 00...
Linux HighMemory（高端内存）
lzf的博客
07-03 3641
目前。32位的x86架构是最受欢迎的计算机架构。在这种架构中，传统上Linux内核将4GB的虚拟内存地址空间分为3GB用户内存和1GB内核空间。在传统大小的32位系统上，这意味着内核可以将所有物理内存映射到其地址空间，这使得以下内容成为可能：直接从内核中访问任何内存，这使事情变得更加简单和快捷。使用从内核对象到另一个对象的指针。 另一种方法是跟踪物理地址，映射到物理地址，并在访问之前计算结构的虚拟...
内存管理：03高端内存简介
weixin_30847939的博客
10-09 170
一：通俗解释 内核空间和用户空间的地址都是虚拟地址，都要经过 MMU 的翻译，变成物理地址。用户空间的虚拟地址，通过查询页表来翻译，而内核空间虚拟地址是所有进程共享的，而且从效率角度看，如果同样走页表翻译的流程，速度太慢；于是，内核在初始化时，就创建内核空间的映射（因为所有进程共享，有一份就够了），并且，采用的是线性映射，而不是走页表翻译这种类似哈希表的方式。这样，内核地址的翻...
Linux技术热点和发展趋势.pdf
09-06
2. **虚拟化技术**：KVM等Linux内核虚拟化技术的成熟，使得Linux成为服务器虚拟化的首选平台，降低了硬件成本并提高了资源利用率。 3. **云计算平台**：OpenStack等开源云平台基于Linux构建，提供了全面的云服务...
Linux内存管理
菜鸟进阶之路
04-21 814
目录 一、虚拟地址和虚拟内存 二、逻辑地址与内存分段管理 三、内存分页管理和TLB 四、用户空间和内核空间 五、内核地址空间映射 六、伙伴系统和每CPU页框高速缓存 七、Slab分配器 八、非连续内存区管理与vmalloc函数 一、虚拟地址和虚拟内存 物理内存对于CPU而言就相当于一个字节数组，CPU通过数组下标的方式访问物理内存，比如内存大小是4GB，则对应的数组下...
linux内核内存管理-brk系统调用
m0_74282605的博客
12-17 952
尽管可见度不高，brk也许是最常使用的系统调用了，用户进程通过它向内核申请空间。人们常常并不意识到在调用brk，原因在于很少有人会直接使用系统调用brk向系统申请空间，而总是通过像malloc一类的C语言库函数（或语言成分，如C++中的new）间接地调用brk。如果把malloc想象成零售，brk则是批发。库函数malloc为用户进程（malloc本身就是该进程的一部分）维持一个小仓库，当进程需要使用更多的内存空间时就向小仓库要，小仓库中存量不足时就通过brk向内核批发。前面讲过，每个进程拥有3GB字节的用
(转载)Linux内核漏洞浅析
Kendiv's Box
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Linux内核漏洞浅析文章属性：转载(http://www.xfocus.net/articles/200410/746.html)与Windows相比，Linux被认为具有更好的安全性和其他扩展性能。这些特性使得Linux在操作系统领域异军突起，得到越来越多的重视。随着Linux应用量的增加，其安全性也逐渐受到了公众甚或黑客的关注。那么，Linux是否真的如其支持厂商们所宣称的那样安全呢？本期我
linux64位支持内存多大,怎样让32位的windows和linux系统支持64G内存
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计算机寻址位数和内存关系，32位计算机最大支持的内存是2的32次方等于4G，64位计算机最大支持的内存是2的64次方等于184467440737亿字节，换算一下4G个G，太大了，反正是N多G，一辈子也用不完；当前4G的内存确实无法让我们用于生产环境，根本不够系统使用，但企业又面临昂贵的64位系统，所以为了减少成本上面的开支，我们采用了物理地址扩展 (PAE)技术来虚拟增加4位寻址达到36位，2的3...
4.9 Linux64位内核地址空间分布图
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4.9 Linux64位内核地址空间分布图，各个关键宏的分布位置。
Linux 内存管理知识总结（二）
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DAY13-Linux内核内存布局
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07-09 521
vmemmap: 内存的物理地址，如果不连续的话，就会存在内存空洞（稀疏内存）， vmmemmap就是用来存放稀疏内存的page结构体的数据的虚拟地址空间。mmap()向操作系统申请一段虚拟地址空间（使用映射到某个文件），当不用此空间来映射到某个文件时，这块空间称为匿名空间，可以用来作为堆空间。AnonPages: 75508 kB //未映射页的内存/映射到用户空间的非文件页表大小。brk()是系统调用，实际是设置进程数段的结束地址，将数据段的结束地址向高地址移动。
Linux 内存管理 -- 高端内存的映射方式
技术资料库
04-27 3213
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。为什么？因为“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。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
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64位系统哪些地址是给内核用的呢？
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Linux：从到。Windows：从到。macOS：从到。这些地址范围用于存储内核代码、数据、设备映射、页面表、内核堆栈和动态加载模块等。通过这种划分，操作系统可以在保护内核的同时，为用户提供一个独立且安全的用户空间环境。此外，地址空间布局随机化（ASLR）进一步增强了系统的安全性。在64位系统中，进程空间被划分为用户空间和内核空间，用户空间进一步细分为多个区域，包括代码段、数据段、堆、栈、映射区、环境变量和命令行参数等。栈从高地址向低地址增长，而堆从低地址向高地址增长。
编译64位linux内核,为树莓派4编译64位的内核
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8种机械键盘轴体对比本人程序员，要买一个写代码的键盘，请问红轴和茶轴怎么选？树莓派从3代开始就已经是64位的CPU了，64位的CPU当然要使用64位的系统了。但是即便性能更强大的树莓派4都已经发布两三个月了，树莓派官方也没有放出64位的系统，我想这可能是为了照顾3代以前的树莓派吧，毕竟一个系统要适配所有的产品，同时系统升级到64位，对于树莓派的整个软件生态来说都是一次改头换面的大更新，树莓派基金...
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在 Linux 64 位环境 下，用户空间的内存分布是一个复杂但有序的结构。用户空间的内存布局由操作系统和编译器共同管理
嵌入式系统Bootloader：U-BOOT引导启动解析
5. **内核加载**：从指定的存储介质（如SD卡、NAND Flash）加载Linux内核，并设置启动参数。 6. **跳转到内核**：将控制权交给内核，完成启动过程。 理解嵌入式系统的内核引导启动过程对于开发和调试嵌入式系统至...
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