在 linux 内核中，mem_map 是包含所有“结构页面”描述符的数组。这些页面包括 lowmem 中的 128MiB 内存，用于动态映射 highmem。
由于lowmem大小为1GiB，所以mem_map数组只有1GiB/4KiB＝256KiB的条目。如果每个条目大小为 32 字节，则 mem_map 内存大小 = 8MiB。但是如果我们可以使用mem_map 来映射所有 4GiB 物理内存（如果我们在 x86-32 上有这么多可用的物理内存），那么 mem_map 数组将占用 32MiB，这不是很多内核内存（或者我错了？）。
所以我的问题是：为什么我们首先需要将 128MiB 用于间接高端映射？或者换一种说法，为什么不直接在内核空间中映射所有最大 4GiB 物理内存（如果可用）？
注意：如果我对上面内核源码的理解有误，请指正。谢谢！
【问题讨论】：
标签： linux memory-management linux-kernel
看这里：http://www.xml.com/ldd/chapter/book/ch13.html
内核低内存是“真正的”内存映射，在 x86 上使用 32 位指针寻址。
内核高内存是“虚拟”内存映射，在 x86 上使用虚拟结构寻址。
您不想将其全部映射到内核地址空间，因为您不能始终寻址所有这些，并且您需要将大部分内存用于虚拟内存段（虚拟的、页面映射的进程空间）。
至少，我是这么读的。哇，你问的问题真复杂。
为了引发更多混乱，第 13 章讨论了一些 PCI 设备无法处理 32 位空间，这是我之前评论的起源：
在 x86 上，由于 DMA 寻址问题，某些内核内存使用仅限于内存的第一个千兆字节。我对这个话题不是 100% 熟悉，但是 PCI 总线上的 DMA 有一个兼容模式。这可能就是您正在查看的内容。
【讨论】：
在使用物理地址扩展时，3.6 GB 并不是上限，这在大多数现代 x86 主板上通常都需要，尤其是在内存热插拔时。
【讨论】：
或者换一种说法，为什么不映射所有那些最大 4GiB 物理 内存（如果可用）直接在内核空间中？
一个原因是用户空间：每个用户空间进程都有自己的虚拟地址空间。假设您在 x86 上有 4Gb 的 RAM。因此，如果我们建议内核拥有 1Gb 的内存（~800 直接映射 + ~200 vmalloc），那么所有其他 ~3Gb 应该动态分布在用户空间中旋转的进程之间。那么，当您有多个地址空间时，如何直接映射您的 4Gbs？
为什么我们在 x86 上需要 zone_highmem？
原因是一样的。内核只为低内存保留约 800Mb。所有其他内存将仅在需要时分配并与特定的虚拟地址连接。例如，如果您将执行一个二进制文件，则会创建一个新的虚拟地址空间，并分配一些页面来存储您的二进制代码和数据（堆、堆栈...）。所以high mem的关键属性是服务于动态的内存分配请求，你永远不知道用户空间会触发什么...
【讨论】：