使 32 位程序使用大于 2GB 的内存

不管在 32 位 Windows 上还是在 64 位 Windows 上，32 位的应用程序都只能使用最大 2GB 的内存，这是我们司空见惯的一个设定。但其实 Windows 提供了一些方法让我们打破这样的设定，使程序使用大于 2GB 的内存。

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阅读本文，你将了解：
1. 为什么 32 位程序只能使用最大 2GB 内存；
1. 让 32 位程序使用大于 2GB 内存的两种方法；
1. 声明支持大于 2GB 内存后，能使用多少内存。

为什么 32 位程序只能使用最大 2GB 内存？

32 位寻址空间只有 4GB 大小，于是 32 位应用程序进程最大只能用到 4GB 的内存。然而，除了应用程序本身要用内存，操作系统内核也需要使用。应用程序使用的内存空间分为用户空间和内核空间，每个 32 位程序的用户空间可独享前 2GB 空间（指针值为正数），而内核空间为所有进程共享 2GB 空间（指针值为负数）。所以，32 位应用程序实际能够访问的内存地址空间最多只有 2GB。

让 32 位程序使用大于 2GB 内存的两种方法

editbin

这是 Visual Studio 2017 采用的做法。我们需要使用到两个工具——editbin 和 dumpbin。前者用于编辑我们编译生成好的程序使之头信息中声明支持大于 2GB 内存，后者用于查看程序的头信息验证我们是否改好了。

编辑一个程序使之声明支持大于 2GB 内存的命令是：

editbin /largeaddressaware xxx.exe

其中，xxx.exe 是我们准备修改的程序，可以使用相对路径或绝对路径（如果路径中出现空格记得带引号）。

验证这个程序是否改好了的命令是：

dumpbin /headers xxx.exe | more

同样，xxx.exe 是我们刚刚改好准备检查的程序，可以使用相对路径或绝对路径。

editbin 改之前和改之后用 dumpbin 查看我们的程序头信息，得到下面两张图：

注意到 FILE HEADER VALUES 块的倒数第二行多出了 Application can handle large (>2GB) addresses。

如果没发现，一定是你命令执行中发生了错误，检查一下吧！最容易出现的错误是执行后发现根本就没有这个命令。是的，editbin 命令从哪里来呢？可以在开始菜单中的 Visual Studio 文件夹中查找 Developer Command Prompt for VS 2017，运行这个启动的命令行中就带有 editbin 和 dumpbin。


如果希望能够在 Visual Studio 编译的时候自动调用这个工具，请参见：LargeAddressAware Visual Studio 2015 C#。

编译成 AnyCPU (Prefer 32-bit)

这是本文更推荐的做法，也是最简单的做法。方法是打开入口程序集的属性页，将“目标平台”选为“AnyCPU”，然后勾选“首选 32 位”。需要注意的是，这种生成方式是 .Net Framework 4.5 及以上版本才提供的。


至于 AnyCPU (Prefer 32-bit) 和 x86 两种生成方式的区别，请参见：What is the purpose of the “Prefer 32-bit” setting in Visual Studio 2012 and how does it actually work?。

声明支持大于 2GB 内存后，能使用多少内存？

对于 32 位操作系统，程序依然只能使用 2GB 内存，除非开启了 /3GB 开关，开启方法详见：/3GB。开启后，应用程序的用户态将可以使用 3GB 内存，但内核态将只能使用 1GB 内存。微软认为，是否打开 /3GB 开关是计算机设备开发商需要做的事情，开发商也需要自己测试开启后驱动程序的性能表现和稳定性。

对于 64 位操作系统，Windows 将很豪放地将 4GB 全部贡献给这样的程序，因为系统自己已经有更多的内存寻址空间可以使用了，没必要跟 32 位应用程序抢占寻址空间。

参考资料

• AnyCPU (32bit preferred)
  
  • What is the purpose of the “Prefer 32-bit” setting in Visual Studio 2012 and how does it actually work?
• IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE
  
  • Memory Limits for Windows and Windows Server Releases
  • Getting 32-bit application to use more than 2GB on 64-bit Windows 7?
  • /LARGEADDRESSAWARE (Handle Large Addresses)
  • Why 2 GB memory limit when running in 64 bit Windows?
  • Pushing the Limits of Windows: Paged and Nonpaged Pool
  • Can a 32bit process access more memory on a 64bit windows OS?
• /3GB
  
  • /3GB
• editbin/dumpbin
  
  • editbin /largeaddressaware xxx.exe
  • dumpbin /headers xxx.exe | more
  • verify if largeAddressAware is in effect?
  • LargeAddressAware Visual Studio 2015 C#