32位程序超过2G内存空间寻址问题

32位程序超过2G内存空间寻址问题

 

由于在32位处理器架构下，对内存的访问限制在4GB以下的空间。为了突破 4GB的限制，现在的32位至强处理器采用一种叫PAE（物理地址扩展）的技术，来实现对超出4GB空间的物理地址的访问。PAE实际上采用了36位的地址总线，这样理论上可以支持64GB内存空间的寻址。

 

　　PAE使得处理器可以支持访问更多的内存空间，但是这还需要操作系统的支持。由于操作系统本身也是32位的，所以需要在操作系统上做相应的处理来支持处理器。Windows系统采用AWE（Address Windowing Extension）来进行处理。具体结构如图2所示。此外，Linux系统在2.4内核以后也支持PAE和超过4GB的内存空间处理。

   

32位系统，地址空间是4G。这个没错。用户空间指的是应用程序可以直接访问的地址,系统空间指的是应用程序不能直接访问，必须转到内核模式，由操作系统访问。任何操作系统都分用户空间和系统空间,Unix, Linux都是。

       Windows95, Windows 98, WindowsME系列2G用户空间 + 2G系统空间, 2G的系统空间中含有多个进程共享内存的空间和Win16的程序的代码,这就是Win9x系列容易死机的原因之一。

WinNT, Win2000, WinXP系列2G用户空间 + 2G系统空间.(没有Win9x系列的进程共享内存等等)

 

那么是不是我启动10个应用，那操作系统占有了10*2G这么多空间？

 

 

       首先，要搞清楚内存和地址空间的区别。内存是内存，地址空间是地址空间（太累了，我用memory代替内存,address space代替地址空间吧）. 不管你有多少memory,256,还是512M,

32位系统的每个应用都有4G的地址空间（只不过它不能访问上2G罢了）.win2000下,你的程序最多可以使用2G空间，并不是说你还就可以分配2G的内存了，一般情况下，内存分配到

一个值是会失败的。比如，你的物理memory = 256M，你的页交换文件大小=256M，那么你分配个516M内存看看，失败！物理内存和页交换文件加起来才512M呢.

 

 

       其次，操作系统真的占有了2G的内存吗？也不是。你的程序启动后，操作系统的代码和数据映射到程序的上面2G的空间，只是映射,不是说再启动一个实例放那儿。操作系统要映射一片内存的内容到一个区域是多简单的事情。操作系统一般把系统代码和数据映射到应用程序的上面2G的同一个地方。2个应用程序，它的上面2G空间的代码数据大致上一样（不完全一样，因为还是有些和应用程序相关信息，不过应用程序访问不到，得由系统通过内核态访问）.严格说来，下面2G也不是应用程序都能用，0到64K这个空间就不能用，至于为什么，回到DOS时代吧！如果没搞多DOS那就不必要深究了。总之这是故意的。你的指针指到这儿肯定会出错，读都不能读。故意不让你读！

 

哈哈。

 

       其实大多数应用程序比如你用VC写个程序，它的入口地址是从4M开始，也就是0x00400000，你看看 yourApp.hInstance的值吧！它就等于0x00400000.越讲越远了，

 

为什么hInstance是程序的入口地址，跑题了！别扔砖头啊！

 

那么应用程序怎么申请大于2GB的空间呢？

 

办法1:就是上面的朋友提过的 通过 /3GB或者/USERVA开关。

 

boot.ini 里头加上这个开关，系统会让出1G给应用程序访问。系统自己只用1G。这样子不是什么好办法。微软临时的方案而已。应用程序link时加上 LARGEADDRESSAWARE,在生成EXE的时候设置一个标志位，这个位系统看到了就让你访问 3G的空间（但是内存+页交换太小，你分配一样会失败）.

 

 

/3GB指定3G，/USERVA指定一个值，不是死的3G.

 

办法2：通过AWE (Address Window Extension)，地址窗扩展

窗？是的，窗。你可以人认为是一个buffer，用来作为中间物，给2边的东西倒腾。

 

socket接受发送数据也有窗的概念，一样的。

 

 

       要细看AWE，你到MSDN上查关键是AWE或者Address Window Extension。Google上Goole一把。你有了2G甚至更多的内存（啥机器都有，你不能怀疑一个32位系统装个20G内存会有问题吧？硬件可以做的）可以这么干。没有的话就别这么做了，没什么用.AWE的原理很简单，你在比如4G的物理内存上,分配的一片物理内存X， 你再分配的一片虚拟内存(地址空间)Y,把 X 和 Y 通过address window映射。你可以在这片虚拟内存里头访问4G的物理内存。最多访问多少要看你的参数设置了。

 

 

       AllocateUserPhysicalPages分配物理内存, VirtualAlloc申请虚拟内存，MapUserPhysicalPages进行映射。没什么难的.MSDN有个sample做这个事情，看看吧! 这么多关键字了应该好查到了。代码我不贴了 ，占篇幅。

 

 

       顺便说一下,内存文件映射并不把什么映射到(2~4G)这范围。它是进程共享数据的方式，并不是扩大内存的方式。不过如果你有个大硬盘，创建这么个映射来保存/修改数据也是可以的，这不要求大的内存。和内存没关系。