在free命令中有個引數l，它表示 show detailed low and high memory statistics。其實最先是對high memory總是為零有些不解（linux是64為）。其實更不解的是關於low memory、high memory。那麼關於low memory和high memory是怎麼一回事呢？如下截圖所示：
一直對這個概念不解，直到看到關於linux kernel裡的high memory 這篇文章。下面文字全部摘自這篇文章：
今天有人問我linux kernel裡的high memory是怎麼回事，說的比較亂，現在整理下。
high memory只存在於32位kernel下，以下文字都針對32位kernel。
1）什麼是high memory，為什麼要有high memory
linux人為的把4g虛擬位址空間（32位位址最多定址4g）分為3g＋1g，其中0～3g為使用者程式位址空間，3g～4g為kernel位址空間（為什麼要這麼分？為什麼使用者程式和kernel不能各自獨享4g虛擬位址空間？這兩個問題下次再說吧，這裡不表），這就是說kernel最多定址1g的虛擬位址空間。
當cpu啟用mmu的paging機制後，cpu訪問的是虛擬位址，然後由mmu根據頁表轉換成實體地址。頁表是由kernel維護的，所以kernel可以決定1g的虛擬位址空間具體對映到什麼實體地址。但是kernel最多只有3g～4g這1g位址空間，所以不管kernel怎麼對映，最多只能對映1g的物理記憶體。所以如果乙個系統有超過1g的物理記憶體，在某一時刻，必然有一部分kernel是無法直接訪問到的（這個一定要想清楚，不然無法明白high memory）。另外，kernel除了訪問記憶體外，還需要訪問很多io裝置。在現在的計算機體系結構下，這些io裝置的資源（比如暫存器，片上記憶體等）一般都是通過mmio的方式對映到物理記憶體位址空間來訪問的，就是說kernel的1g位址空間除了對映記憶體，還要考慮到對映這些io資源－－換句話說，kernel還需要預留出一部分虛擬位址空間用來對映這些io裝置（ioremap就是幹這個的）。
linux kernel採用了最簡單的對映方式來對映物理記憶體，即把實體地址＋3g按照線性關係直接對映到kernel空間。考慮到一部分kernel虛擬位址空間需要留給io裝置（以及一些其他特殊用途），linux kernel最多直接對映896m物理記憶體，而預留了最高端的128m虛擬位址空間給io裝置（還有其他的用途）。所以，當系統有大於896m記憶體時，超過896m的記憶體kernel就無法直接訪問到了（想明白了麼？），這部分記憶體就是high memory。那kernel就永遠無法訪問到超過896m的記憶體了馬？不是的，kernel已經預留了128m虛擬位址，我們可以用這個位址來動態的對映到high memory，從而來訪問high memory。所以預留的128m除了對映io裝置外，還有乙個重要的功能是提供了一種動態訪問high memory的一種手段（kmap主要就是幹這個的，當然還有vmalloc）。
當然，在系統物理記憶體<896m，比如只有512m的時候，就沒有high memory了，因為512m的物理記憶體都已經被kernel直接對映。事實上，在物理記憶體<896m時，從3g+max_phy ~ 4g的空間都作為上述的預留的核心位址空間（未考證）。
要理解high memory，關鍵是把物理記憶體管理，虛擬位址空間管理，以及兩者間的對映（頁表管理）三個部分分開考慮，不要把物理記憶體管理和虛擬位址空間管理混在一起。比如high memory也參與kernel的物理記憶體分配，你呼叫get_page得到的物理頁有可能是low memory，也可以是high memory，這個物理頁可以被對映到kernel，同時也可以被對映到user space。再比如vmalloc，只保證返回的虛擬位址是在預留的vmalloc area裡，對應的物理記憶體，可以是low memory，也可以是high memory。當然出於效能考慮，kernel可能會優先分配直接對映的low memory，但我們不能假設high memory就不會被分配到。
一些結論：
1）high memory針對的是物理記憶體，不是虛擬記憶體，更確切的，虛擬位址空間。
2）high memory也是被核心管理的（有對應的page結構），只是沒有對映到核心虛擬位址空間。當kernel需要分配high memory時，通過kmap等從預留的位址空間中動態分配乙個位址，然後對映到high memory，從而訪問這個物理頁。
3）high memory和low memory一樣，都是參與核心的物理記憶體分配，都可以被對映到kernel位址空間，也都可以被對映到user space位址空間。
4）物理記憶體<896m時，沒有high memory，因為所有的記憶體都被kernel直接映**。
5）64位系統下不會有high memory，因為64位虛擬位址空間非常大（分給kernel的也很大），完全能夠直接對映全部物理記憶體。
另外，在《understanding the linux virtual memory manager》這本書中有linux 程序位址空間劃分的詳細圖，很不錯，我就懶得畫了。
Linux high memory 學習總結
在free命令中有個引數l，它表示 show detailed low and high memory statistics。其實最先是對high memory總是為零有些不解 linux是64為 其實更不解的是關於low memory high memory。那麼關於low memory和high...
linux high memory機制引發的問題
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