linux - 为什么我们需要 x86 上的 zone_highmem？

Question

在 linux 内核中，mem_map 是一个包含所有“struct page”描述符的数组。这些页面包括 lowmem 中用于动态映射 highmem 的 128MiB 内存。

由于lowmem大小为1GiB，所以mem_map数组只有1GiB/4KiB＝256KiB个条目。如果每个条目大小为 32 字节，则 mem_map 内存大小 = 8MiB。但是如果我们可以使用 mem_map 来映射所有 4GiB 物理内存(如果我们在 x86-32 上有这么多物理内存可用)，那么 mem_map 数组将占用 32MiB，这不是很多内核内存(或者我错了吗？)。

所以我的问题是:为什么我们首先需要使用 low 中的 128MiB 进行间接 highmem 映射？或者换句话说，为什么不将所有最大 4GiB 物理内存(如果可用)直接映射到内核空间？

注意:如果我对上面内核源码的理解有误，还请指正。谢谢!

Answer 1

看这里:http://www.xml.com/ldd/chapter/book/ch13.html

内核低内存是“真正的”内存映射，在 x86 上用 32 位指针寻址。

内核高端内存是“虚拟”内存映射，在 x86 上用虚拟结构寻址。

你不想把它全部映射到内核地址空间，因为你不能总是寻址所有的，而且你需要大部分内存用于虚拟内存段(虚拟的，页面映射的进程空间。)

至少，我是这样读的。哇，你问的这个问题好复杂。

更令人困惑的是，第 13 章讨论了一些 PCI 设备无法寻址 32 位空间，这是我之前评论的起源:

在 x86 上，由于 DMA 寻址问题，某些内核内存使用限制为内存的第一个千兆字节。我不是 100% 熟悉这个话题，但是 PCI 总线上有一个 DMA 兼容模式。这可能就是您正在查看的内容。