mengxp杂谈

最近在研究给xp内核打补丁，让其完全支持4G内存。但还没有试验成功，补丁发不出来先发个文出来吧……

随着计算机的不断发展。个人PC的内存不断更新换代，4G内存也将马上成为标配，然而对于一个32位操作系统而言，究竟能否完全使用这4G内存呢？

如果你有4G内存，然后又安装了32位的winxp系统，那么你会发现在系统属性里看到你的内存总数却不足4G，有的电脑能用到3.25G，有的电脑只能用到3G。这是为什么呢？

对于一个32位系统而言，他的物理寻址上限是4G，那么是说cpu最多可以对4G的物理内存操作吗？不！在这4G地址范围中，有很大一部分是保留给PCI设备的，为什么呢？因为cpu如果使用传统I/O端口与这些pci设备通讯，传输速率受到很大的限制。但是如果将这些设备映射出来，使用内存地址空间来工作，性能就大大地提高了。

因此这4G地址空间，有很大一部分被PCI设备占用了。4G内存中有一部分是不能被使用的，这部分被占用的地址空间叫MMIO空间。

由于MMIO占用的空间过于巨大——可以接近1GB左右，浪费了大量有限的内存。因此，芯片组厂商们如Intel就开始考虑采用一些技术来回收利用这部分丢失的MMIO内存空间（实际上，MMIO的存在可以说是PCI标准所规定的，而PCI标准，就是Intel制定并力推的，因此解决这个问题，Intel责无旁贷）。Intel在服务器/工作站芯片组上率先布署了Memory Remapping（内存重映射）技术，用以解决这个问题。这项技术不依赖于操作系统，可以将把MMIO占用的那些物理内存映射到系统地址空间更高的位置上去，比如超过4G的位置。

等等，刚才说，超过4G的位置？32位cpu不是只能寻址4G地址空间吗？映射到4G之外，cpu仍然不能对他们进行寻址啊？

其实。自从奔腾Pro开始IA32 CPU就有36条地址总线了，而不是32条，这项技术，叫做物理地址扩展(PAE)。PAE使32位cpu拥有36条地址总线最多可以寻址打到64G的地址范围。

这样一来，通过PAE+MemRemap技术，就可以使4G内存得以完全使用了。

但是内存重映射技术出现的较晚，对于Intel平台，965及以后的芯片组都支持这项技术。对于915或945这些不支持内存重映射技术的芯片组而言，即使打开了PAE功能，也不能完全识别4G内存。

但是有人想说了，那为什么我的P965主板插了4G内存，在xp里面仍然显示3.25G内存呢？是xp不支持吗？

不是这样的，XP内核完全支持PAE技术，理论上是可以支持4G以上内存的，可是微软为了赚钱，在内核里设置了一项许可检查——假如当前的许可不是Server版本，那么将阉割掉4G以上地址空间上的全部物理内存。因此，即使你开了PAE技术，即使你的主板支持内存重映射，使用32位的xp操作系统，仍然不能使用全部的4G内存。因为内核刻意地设置了最高地址上限为4G。

windows所有版本的内存限制可以参考MSDN Memory Limits for Windows Releases（注意微软这里指的内存限制，其实就是最高物理内存寻址上限）

细心读者可能发现，windows2000 advance server 支持8GB版本，windows2000 datacenter 支持32G内存。连win2000都支持，xp是没道理不支持的。这就能得出一个结论——XP阉割掉了多余的内存……