一个64bit的Linux Kernel占多少memory？

Question

尽管主要使用 48 位地址，但 x86-64 的地址空间很大。

在 x86 32 位机器上，很清楚 kernel 占用了多少 RAM。 通常大约 1 GB 的ZONE_NORMAL位于 memory 的底部，而物理（非虚拟）地址中 1GB 以上的所有其他内容用于ZONE_HIGHMEM （用于用户空间）。 这将是 3:1 的分配。 当然，我们可以有配置，我们可以有 1:3、2:2 等（通过更改VM_SPLIT ）。

RAM 中的 memory 有多少用于 64 位内核的 kernel 空间？

我知道PAGE_OFFSET设置为远高于 x64 中物理可寻址 memory 的值（对于 48 和 56）。 x64 中的PAGE_OFFSET仅描述虚拟地址空间的拆分，而不是物理地址空间（48 位PAGE_OFFSET为ffff888000000000 ）。

那么 memory 的 1 GB 是否包含 kernel 空间？ 2GB？ 3？ 是否有描述大小的变量或宏？ 是计算出来的吗？

Answer 1

每个用户空间进程都可以使用自己的 2^47 字节 (128 TiB) 的虚拟地址空间。 或者在支持 PML5 的系统上进行更多操作。

用于支持这些页面的可用物理 RAM 是物理 RAM 的总大小，减去 kernel 自身代码/数据所需的 30 MiB 左右。 （不包括页面缓存：Linux 将使用任何备用页面作为缓冲区和磁盘缓存）。 这主要与虚拟地址空间限制无关。

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1G是kernel用了多少虚拟地址空间。 不是多少物理内存。

地址空间问题对于单个进程可以同时使用多少 memory 很重要，但是 kernel 仍然可以使用所有 RAM 来缓存文件数据等。除非您找到2^(48-1)或2^(57-1)字节的低半虚拟地址空间范围狭窄，没有等效的问题。

请参阅内核的Documentation/x86/x86-64/mm.txt以了解 x86-64 虚拟 memory map。还有为什么 4 级分页只能覆盖 64 TiB 的物理地址回复：x86-64 Linux 不做不方便的 HIGHMEM 东西 - 的虚拟地址空间的整个高半部分都为 kernel 保留，它映射所有RAM，因为它是 kernel。

虚拟地址空间的使用确实间接设置了 kernel 可以使用多少物理 RAM 的 64 TiB 限制，但如果小于该值，则没有任何影响。 就像如果您的机器的 RAM 少于 1 或 2 GiB，32 位 kernel 不是问题一样。

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kernel 实际保留的物理 RAM 量取决于构建选项和模块，但可能约为 16 到 32 MiB。

检查dmesg output 并从 x86-64 5.16.3-arch1 kernel 中查找类似 kernel 的日志消息，我在旧的引导日志消息中找到了它。

Memory: 32538176K/33352340K available (14344K kernel code, 2040K rwdata, 8996K rodata, 1652K init, 4336K bss, 813904K reserved, 0K cma-reserved

不要计算init （启动后释放）或reserved部分； 我很确定 Linux 实际上并没有以使其无法用于其他任何用途的方式保留 ~800 MiB。

还要找后面的Freeing unused decrypted memory: 2036K / Freeing unused kernel image (initmem) memory: 1652K等（这和前面列出的init部分大小相同，这就是为什么你不必计算它的原因。）

它也可能在启动期间动态分配一些 memory； 最初的“内存”行只是其.text 、 .data和.bss部分的总和，static 代码+数据大小。

Answer 2

在 64 位系统上，唯一的限制是 memory 和 kernel 可以使用多少物理空间。 kernel 将 map 所有可用的内存，用户空间应用程序应该能够访问 kernel 可以提供的尽可能多的内存，同时保持足以让 kernel 运行。