高階記憶體是linux中乙個重要的概念，初涉linux時曾經對這個概念非常迷惑。實際上這個概念比較簡單，理解這個概念，需要追溯一下linux的記憶體管理。
從前，cpu的位址匯流排只有32位，再早的就不再追溯了。32的位址匯流排無論是從邏輯上還是從物理上都只能描述4g的位址空間，在物理上理論上最多擁有4g記憶體（除了io位址空間，實際記憶體容量小於4g），邏輯空間也只能描述4g的線性位址空間。為了合理的利用4g空間，linux採用了3：1的策略，即核心占用1g的線性位址空間，使用者占用3g的線性位址空間。所以使用者程序的位址範圍從0~3g，核心位址範圍從3g~4g，也就是說，核心空間只能管理1g的記憶體。
對於如此緊張的線性位址資源，核心空間與使用者空間的肆意瓜分，導致了記憶體管理上的問題：當物理記憶體大於1g時，核心線性位址空間小於實際的物理記憶體容量，核心如何實現對大於1g記憶體的管理呢？說到這裡，需要提一下核心空間對記憶體的管理方法。一方面為了提高核心空間對記憶體的管理效率；另一方面，為了簡化核心空間對記憶體的管理方法，核心採用線性對映的方法實現對記憶體的管理，從linux實現的方法來看，實體地址與核心的虛擬位址只差乙個偏移量。所以，當物理記憶體大於1g時，物理記憶體無法全部對映到核心線性位址空間，這就產生了上述問題。
從上述描述可以看出，位址空間大於1g的記憶體區域稱之為高階記憶體，同理，小於1g的記憶體區域稱之為低端記憶體。高階記憶體的管理需要進行非線性對映，為此，在核心線性位址空間預留了128m的空間，位於線性位址空間的高階。如今，cpu的位址匯流排都擴大到64位了，線性位址資源非常豐富，所以，可以給核心空間預留足夠的線性位址資源，在最近一段時間內，核心線性位址資源與物理記憶體容量之間的矛盾將不再突出，高階記憶體的概念也就在64位cpu上消失了。
原先一直都對linux高階記憶體的管理認識模模糊糊的，可能主要是初次接觸linux kernel 是0.11版吧，當初的記憶體設計是16m，linus對擁有32m的記憶體都是覬覦萬分，1g記憶體恐怕是天方夜譚了。16m記憶體**還顧得上高階記憶體，腦子就一直沒有這種概念。先我們還是來看看為什麼要有高階記憶體？
80386的線性定址空間是4g，核心空間從3g開始,如果全部採用"線性對映"(實體地址和邏輯位址只差乙個常量 page_offset ),最多管理1g物理記憶體，也就是1g的物理記憶體挨著挨著對應的是虛擬位址的3g到4g的位置。你想想如果多於1g的記憶體，我們用什麼線性位址來裝下這些多出的位址呢？我朋友的機器有2g,據說玩遊戲巨爽(amd64300+).顯然如果線性對映我的朋友就會浪費1g記憶體.為了使核心能夠訪問這些"高階記憶體",核心使用highmem.做法是不將核心1g的虛擬位址空間全部對映成物理記憶體,而是預留一部分給高階記憶體做臨時對映使用.
其實核心不僅僅預留了highmem的位址空間,還給fixmap,vmalloc預留了虛存空間.實際上,系統初始化的時候預留128m虛存,896m用於"直接"對映物理記憶體。下面我們先貼上一幅圖，摘自《understand linux kernel 》
高階記憶體對映有三種方式：
1、對映到「核心動態對映空間」
這種方式很簡單，因為通過 vmalloc() ，在"核心動態對映空間"(上圖的vmalloc_start到vmalloc_end)申請記憶體的時候，就可能從高階記憶體獲得頁面（參看 vmalloc 的實現），因此說高階記憶體有可能對映到"核心動態對映空間" 中。
3、臨時對映
核心在 fixaddr_start 到 fixaddr_top 之間保留了一些線性空間用於特殊需求。這個空間稱為「固定對映空間」
在這個空間中，有一部分用於高階記憶體的臨時對映。
這塊空間具有如下特點：
1、每個 cpu 占用一塊空間
2、在每個 cpu 占用的那塊空間中，又分為多個小空間，每個小空間大小是 1 個 page，每個小空間用於乙個目的，這些目的定義在 kmap_types.h 中的 km_type 中。
當要進行一次臨時對映的時候，需要指定對映的目的，根據對映目的，可以找到對應的小空間，然後把這個空間的位址作為對映位址。這意味著一次臨時對映會導致以前的對映被覆蓋。
通過 kmap_atomic() 可實現臨時對映。
高階記憶體與低端記憶體
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