
【計】 high memory area; HMA
high; high-priced; lofty; loud; tall
【醫】 homo-; hyper-; hypsi-; hypso-; per-
carry; end; fringe; point; proper; upright
【計】 end
【醫】 extremitas; extremity; telo-; terminal; terminatio; termination; tip
【計】 core storage; core store; EMS memory; internal storage; memory
area; borough; classify; distinguish; district; region; section
【計】 region
【醫】 area; belt; field; quarter; regio; region; zona; zone
高端内存區(High Memory Area,簡稱HMA)是計算機系統中與内存管理相關的專業術語,特指在實模式(Real Mode)下可訪問的擴展内存首段64KB區域。其物理地址範圍為0x100000至0x10FFEF(即1MB至1MB+64KB-16字節),這一設計突破了早期Intel 8086處理器16位地址總線對1MB内存的訪問限制。
該概念的核心技術背景源于x86架構的曆史演進。在DOS操作系統時代,HMA通過A20地址線控制實現訪問,允許程式利用超出常規内存的空間存儲系統内核或驅動代碼。例如,MS-DOS 5.0及以上版本可将部分操作系統加載至HMA,從而釋放更多常規内存供應用程式使用(參考《MS-DOS技術手冊》)。
與高端内存區相關的三個關鍵特征包括:
現代操作系統已通過分頁内存管理等先進技術實現更高效的内存分配,但理解HMA仍對研究早期計算機體系結構、操作系統發展史具有學術價值。該術語在《Intel 80386程式員參考手冊》和IEEE計算機協會發布的《x86架構技術解析》中均有詳細技術規範說明。
關于"高端内存區"的解釋需要區分不同技術語境,主要分為兩種場景:
在早期x86架構中(如286處理器),高端内存區(High Memory Area, HMA)指1024KB至1088KB之間的64KB内存區域(地址範圍100000H~10FFEFH)。它突破了8086處理器1MB内存限制,通過開啟A20地址線實現訪問。此概念已隨着保護模式的普及而淡化。
高端内存(ZONE_HIGHMEM)是Linux内核為管理超過896MB物理内存而設計的機制,主要用于32位系統。其核心矛盾是:32位CPU的4GB地址空間中,内核僅保留1GB線性地址(3GB-4GB),其中前896MB直接映射物理内存,剩餘128MB用于動态映射超過896MB的物理内存。
在x86架構中:
内核通過以下方式訪問高端内存:
64位系統中(如x86_64),由于線性地址空間極大擴展(48位/256TB),高端内存概念已不存在。
特征 | 實模式HMA | Linux高端内存 |
---|---|---|
存在場景 | 286/386實模式 | 32位保護模式系統 |
地址範圍 | 1MB-1MB+64KB | 物理地址>896MB |
主要用途 | 突破1MB内存限制 | 管理大容量物理内存 |
當前相關性 | 曆史遺留 | 仍存在于32位嵌入式系統 |
注:具體實現細節可參考Linux内核源碼中的mm/highmem.h文件。在64位系統中無需關注此概念,相關劃分已被廢棄。
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