上面介绍的是我只有 512 MB 物理内存的情况。到目前为止，我读到的是 ZONE_NORMAL 映射到内核虚拟地址空间，如图所示。本质上我有 512 MB 物理内存，其中 496 MB 的 ZONE_NORMAL 映射到内核虚拟空间。基于这种理解，我的问题如下：
- ZONE_NORMAL 是否包含仅有的内核空间页面 ?
- 如果 ZONE_NORMAL 仅由内核页面组成并被映射完全地到内核空间虚拟地址范围，用户空间页面位于哪里？物理内存中似乎没有任何空间用于用户空间页面。
我完全混淆了物理内存小于 4GB 的情况，如我提出的这种情况所示。
如果有人能阐明这一点，我将非常感激。
答案1
在 32 位架构上，您有0xffffffff（4'294'967'295或 4 GB）线性地址（不是物理空间）来引用物理地址。
即使只有 512 MB 的物理存储（连接到总线的真实 RAM 棒），内核仍将使用4'294'967'295(4 GB) 线性地址来计算物理地址。
Linux 内核将这 4 GB（地址）按 3/1 划分为用户空间（高位内存）和内核空间（低位内存），因此内核空间有1'073'741'823（1 GB）线性地址可供使用。
这 1 GB 的线性地址只能由内核访问，并且会被进一步划分。
区域_DMA：包含小于 16 MB 的内存页框。这用于旧的 ISA 总线，它们只能寻址 RAM 的前 16 MB。
区域_正常：包含 16 MB 及以上且 896 MB 以下的内存页帧，这些是内核可以直接映射/访问的地址。
ZONE_HIGHMEM：包含 896 MB 及以上的内存页框，此边界以上的页框通常不会映射到内核空间，因此内核无法直接访问。来自用户空间的页面框架可以临时或永久映射到此处。
不同区域占用多少实际物理 RAM 空间取决于您运行的进程的形式和数量。
如果您free -ml在控制台中输入，您可以看到使用情况，包括低内存和高内存：
total used free shared buffers cached
Mem: 3022 2116 905 0 105 1342
Low: 839 196 642
High: 2182 1919 263
-/+ buffers/cache: 667 2354
Swap: 2859 93 2766
答案2
同一物理页可以映射到多个虚拟地址。
ZONE_NORMAL 由可以映射的页面组成经过内核。大多数内存不属于内核，但内核需要在某个时刻映射所有内存（不一定同时映射所有内存）。例如，当内核正在处理write系统调用时，它需要从用户提供的缓冲区复制数据，这意味着缓冲区必须映射到内核的虚拟地址空间中。
该图描述了没有高内存的（相对）简单情况。 （如果您使用高端 ARM 设备，现在是开始学习高内存的时候了。）然后内核可以同时映射所有进程内存和所有物理内存。
这是内核代码所看到的虚拟内存重新分区的示例（我不确定确切的数字是否可能，但基本思想应该是正确的）。也就是说，我正在描述内核代码使用的指针的含义。
0x00000000..0x00000fff: 未分配。在此范围内的指针无效。0x00001000..0xbfffffff：进程内存。这是一个指向进程虚拟地址空间的指针，正在考虑的内核代码正在处理系统调用。该范围内的页面可能未分配，或者可以分配并换入（在这种情况下它也有物理地址），或者可以分配并换出（在这种情况下它没有物理地址） RAM，但它在交换中有一个位置）。0xc0000000..0xdfffffff： 物理内存。此范围内的指针表示物理地址 p-0xc0000000。该指针的解释实际上并不依赖于MMU。0xe0000000..0xffefffff: 未分配。在此范围内的指针无效。0xff000000..0xffffffff: 内核内存。这是指向内核代码或数据的指针。此范围内的页面具有由 MMU 找到的关联物理地址。
我发现Linux 设备驱动程序很好地介绍了 Linux 内核的内部结构。最终，您可能想要转向来源。