Linux 内存管理 高端内存的映射方式

解释一:
高端内存是指物理地址大于 896M 的内存。
对于这样的内存，无法在“内核直接映射空间”进行映射。
为什么？
因为“内核直接映射空间”最多只能从 3G 到 4G，只能直接映射 1G 物理内存，对于大于 1G 的物理内存，无能为力。
实际上，“内核直接映射空间”也达不到 1G， 还得留点线性空间给“内核动态映射空间” 呢。
因此，Linux 规定“内核直接映射空间” 最多映射 896M 物理内存。
对 于高端内存，可以通过 alloc_page() 或者其它函数获得对应的 page，但是要想访问实际物理内存，还得把 page
转为线性地址才行（为什么？想想 MMU 是如何访问物理内存的），也就是说，我们需要为高端内存对应的 page
找一个线性空间，这个过程称为高端内存映射。
高端内存映射有三种方式：
1、映射到“内核动态映射空间”
这种方式很简单，因为通过 vmalloc() ，在”内核动态映射空间“申请内存的时候，就可能从高端内存获得页面（参看 vmalloc 的实现），因此说高端内存有可能映射到”内核动态映射空间“ 中。
2、永久内核映射
如果是通过 alloc_page() 获得了高端内存对应的 page，如何给它找个线性空间？
内核专门为此留出一块线性空间，从
PKMAP_BASE 到

FIXADDR_START ，用于映射高端内存。在
2.4 内核上，这个地址范围是
4G-8M 到
4G-4M 之间。这个空间起叫“内核永久映射空间”或者“永久内核映射空间”
这个空间和其它空间使用同样的页目录表，对于内核来说，就是
swapper_pg_dir，对普通进程来说，通过 CR3 寄存器指向。
通常情况下，这个空间是
4M 大小，因此仅仅需要一个页表即可，内核通过来 pkmap_page_table 寻找这个页表。
通过 kmap()， 可以把一个 page 映射到这个空间来
由于这个空间是
4M 大小，最多能同时映射
1024 个
page。因此，对于不使用的的
page，及应该时从这个空间释放掉（也就是解除映射关系），通过
kunmap() ，可以把一个 page 对应的线性地址从这个空间释放出来。
3、临时映射
内核在
FIXADDR_START 到
FIXADDR_TOP 之间保留了一些线性空间用于特殊需求。这个空间称为“固定映射空间”
在这个空间中，有一部分用于高端内存的临时映射。
这块空间具有如下特点：
1、
每个
CPU 占用一块空间
2、
在每个
CPU 占用的那块空间中，又分为多个小