在Linux内核空间里，有三种内存区，ZONE_DMA,ZONE_NORMAL,ZONE_HIGHMEM。
在64位系统上，HIGHMEM是不存在的，只有在32位系统上才会有。
在32位系统上，高于896M的物理内存称为高端内存。
内核地址空间为 3G-4G。
3G ~ 3G+896M为直接映射区，也就是说物理地址和内核虚拟地址只差3G的偏移量，比如说，内核中某个变量地址为3G+24M，那么这个变量所在的物理地址必然是24M。
内核还剩下128M的地址空间，这些是干什么用的呢？因为物理地址可能高于1G，高于1G的地方在内核里无法直接寻址，那怎么办的，这128M就是用来映射高于896M部分的内存的。举个例子，
内核里某个变量的地址是3G+1000M，那么这个变量的物理地址一般不会是1000M，当然有这个可能，因为1000M也位于高端内存。内核需要为这128M空间建立映射关系，128M映射896M~64G的部分(最多64G，开启PAE)。
这128M又分成几个区：
低于896M的部分称为直接映射区，后面分为VMALLOC区,永久映射区，固定映射区。
#define VMALLOC_OFFSET (8*1024*1024) //VMALLOC区与直接映射区的间隙，为了捕捉越界
范围是VMALLOC_START到VMALLOC_END，中间的4K是为了把分配的每段内存隔开，就像用户层的malloc，中间会有间隙。
这个VMALLOC分配内存时，会把地址映射到这个区域，举个例子，假如你用vmalloc得到了1M内存，物理地址(假设连续，实际不一定)为22G~22G+1M，返回给你的地址有可能是920M~921M。kmalloc与vmalloc的区别之一就是kmalloc会在低端内存申请。
后面的PKMAP区和FIXMAP区用法是这样的，你得到了一个高端内存的page，需要在内核里读写，但是内核不能直接操作page，需要地址，这样你调用kmap或者kmap_atomic，会把这个page映射到这两个区。当然加入这个page来自低端内存，直接返回page_address()的结果。
有一个问题一直很困扰我，假入内存不到896M呢？实际上内存不到896M，照样可以使用vmalloc。
先来看个例子
- #include <linux/init.h>
- #include <linux/module.h>
- #include <linux/vmalloc.h>
- static int hello_init(void)
- {
- char *test;
- char *test1;
- test = vmalloc(8);
- test1 = kmalloc(8,0);
- printk(KERN_ALERT "%x,%d\n",test,(unsigned int)test/(1024*1024));
- printk(KERN_ALERT "%x,%d\n",test1,(unsigned int)test1/(1024*1024));
- vfree(test);
- kfree(test1);
- return 0;
- }
- static void hello_exit(void)
- {
- printk(KERN_ALERT "Goodbye,cruel world!\n");
- }
- module_init(hello_init);
- module_exit(hello_exit);
内存256M：
内存512M：
内存1024M：
可见VMALLOC区不一定是在896M+8M到896M+8M+128M。
kmalloc返回的地址都在物理内存范围内，而vmalloc返回的地址就不一样了。我们再看上面各个区的分布图，发现有个high_memory，其实这是个变量，
上面是在物理内存为256的情况下打印high_memory，(除以1024*1024)，可见这个high_memory是根据物理内存算出来的，具体代码如下
- #ifdef CONFIG_HIGHMEM
- highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
- if (max_pfn > max_low_pfn)
- highstart_pfn = max_low_pfn;
- e820_register_active_regions(0, 0, highend_pfn);
- sparse_memory_present_with_active_regions(0);
- printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
- pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
- num_physpages = highend_pfn;
- high_memory = (void *) __va(highstart_pfn * PAGE_SIZE-1)+1;
- #else
- e820_register_active_regions(0, 0, max_low_pfn);
- sparse_memory_present_with_active_regions(0);
- num_physpages = max_low_pfn;
- high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE - 1)+1;
- #endif
VMALLOC_START在high_memory后面8M开始，一般应该是高于物理内存的。
我们来理清几个问题：
低于896M的物理内存与虚拟内存在内核空间里是一一对应的，这句话是有问题的，需要分情况说。
如果总得物理内存低于896M，假设为A，对于内核中的一个地址，如果小于A那么这个地址与物理地址只差一个偏移量，如果大于A，那么肯定位于VMALLOC区。如果一个物理地址为X的页被内存使用，即使X小于896，它对应的虚拟地址也有可能不是3G+896。
越写越乱，先写到这吧。
本文转自nxlhero 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/nxlhero/711805，如需转载请自行联系原作者
