Linux kernel 分析之二十：内存管理-内核中的页表映射总结

从线性地址到物理地址的转换，实际上是一种映射。所有进程的3~4G的线性地址实际上是映射到相同的物理地址的。这一点不多说了。为了方便起见，3~4G的线性地址与对应的物理地址基本上是呈线性关系的。即线性地址=物理地址+3G。但是如果把这1G的线性地址都简单地处理为对应物理地址+3G，就会有新的问题产生。例如，如果物理地址大于4G，那么内核就没法访问这些地址了。所以，内核必须要从这1G的线
性空间中预留一部分，作其它用途，（例如，映射高端物理地址）。经过实践，发现128M线性地址够用了。所以，3~4G的线性地址中896M映射到物理地址中的0~896M，剩下的128M挪作它用，例如，内核空间的非线性映射（在vmalloc中使用）以及高于4G的物理地址的映射。
    我曾经产生过的疑问：
    1.如果物理内存小于896M，那不是所有的物理地址都被内核用完，没有内存留给用户空间了么？
    事实上，小于896M时，同一块物理内存可能同时被映射到用户空间和内核空间，从数学的角度来讲，也就是所谓的“双箭一雕”。我们相信内核是没有bug的，所以不用担心因此产生的内核对用户空间数据破坏的可能性。
    2.如果物理内存小于896M，所有物理内存地址都与内核线性地址相差3G，那vmalloc不是没有内存使用了么？
    不使用vmalloc当然是不可能的，因为模块装载时就会用到vmalloc。原理与问题1一样，即使在内核空间，也可能多个线性地址映射到同一个物理地址，也就是“双箭一雕”。所以vmalloc仍然能获得相应的物理内存。
    对以上两个问题的小结。系统在启动时会把前896M物理地址映射到3G以上的线性空间。但是映射不等于使用。事实上内核只使用了很小一部分（一般才几M）。只要有足够的未使用的物理内存，用户进程和vmalloc都不会有问题。
    3.如果物理内存大于896M。那对内核而言不是无法在同一时刻访问所有的物理内