为什么会有这样的区别？
这样做有什么好处？
每个都有？
#1 楼
在32位体系结构上，用于寻址RAM的地址空间范围是：0x00000000 - 0xffffffff
或
4'294'967'295（4 GB）。Linux内核将3/1（也可以是2/2，或1/3 1）分别划分为用户空间（高内存）和内核空间（低内存）。
用户空间范围：
0x00000000 - 0xbfffffff
每个新产生的用户进程都在该区域内获得一个地址（范围）。用户进程通常是不受信任的，因此被禁止访问内核空间。此外，它们被认为是非紧急的，通常情况下，内核会尝试将内存分配推迟到那些进程。
内核空间范围：
0xc0000000 - 0xffffffff
内核进程在此处获取其地址（范围）。内核可以直接访问这1 GB的地址（嗯，不是完整的1 GB的地址，有128 MB保留用于高内存访问）。 -free，将立即处理内存请求。
每个内核进程都可以访问用户空间范围（如果需要）。为此，内核将地址从用户空间（高内存）映射到其内核空间（低内存），上面提到的128 MB专为此保留。
1拆分是3 / 1、2 / 2还是1/3，由
CONFIG_VMSPLIT_...选项控制；您可能可以在/boot/config*下查看以查看为内核选择了哪个选项。评论
这是旧的，我不确定你在附近。但是我想问一件事：内核空间中保留的128MB（用于高内存访问），这是用户空间存储区的所有引用吗？因此，内核进程可以通过参考该区域来访问任何用户空间，对吗？
– Amumu
2012年7月2日在4:37
为什么总是以1/4为单位？即为什么不能将其拆分为5/1或其他？
– mgalgs
2012年8月29日23:48
“可以直接访问”在这里到底是什么意思？我的意思是，内核本身不是通过虚拟内存机制访问的吗？
–telenn
2012年10月8日13:07
我相信您对高/低内存的说法是错误的：我相信在纯32位系统中，内核可以直接访问完整的3GB用户空间（内核可以访问内核空间和用户空间）。但是，当您拥有PAE内核时，事情变得更加复杂，现在您拥有超过3GB的RAM，每个进程可以为3GB，并且您无法直接访问整个用户空间。这是高内存和内核空间中128MB内存进入的地方。有了64位内核，它又变得更简单了，没有麻烦了，因为所有用户空间都可以从内核访问。
–ctrl-alt-delor
2014年12月2日在22:00
@mgalgs¼，2/4和¾只是公开的一组默认选项。从2007年开始，您还可以选择5/16分和15/32分。如果您知道要编辑哪条#define行，则可以自己选择几乎任意的分割。
–jørgensen
15年7月28日在15:13
#2 楼
首先要参考的是Linux设备驱动程序（可以在线购买，也可以书本形式购买），特别是第15章，其中有一个主题。在理想的世界中，每个系统组件都可以来映射它需要访问的所有内存。 Linux和大多数操作系统上的进程就是这种情况：一个32位进程只能访问少于2 ^ 32字节的虚拟内存（实际上，在典型的Linux 32位体系结构上大约为3GB）。内核变得困难，内核需要能够映射正在执行其系统调用的进程的完整内存，整个物理内存以及任何其他内存映射的硬件设备。
因此当32位内核需要映射超过4GB的内存时，必须在高内存支持下进行编译。高内存是指未永久映射到内核地址空间中的内存。 （低内存是相反的：它总是映射的，因此您可以通过取消引用指针来在内核中访问它。）
当您从内核代码访问高内存时，需要先调用
kmap ，以从页面数据结构中获取指针（struct page）。无论页面是在高内存还是低内存中，调用kmap都可以工作。还有kmap_atomic，它增加了约束，但在多处理器计算机上效率更高，因为它使用了更细粒度的锁定。通过kmap获得的指针是一种资源：它占用了地址空间。完成操作后，必须调用kunmap（或kunmap_atomic）释放该资源；则指针将不再有效，并且直到再次调用kmap才能访问页面的内容。评论
感谢吉尔斯的答案。。但是，我仍然无法理解整个概念。您能否在不减少其中信息的情况下更简单一些？
–森
2010-12-18 11:15
#3 楼
这与Linux内核有关；我不确定任何Unix内核如何处理此问题。高级内存是用户空间程序可以寻址的内存段。它不能触摸低内存。
低内存是Linux内核可以直接寻址的内存段。如果内核必须访问High Memory，则必须首先将其映射到其自己的地址空间。
最近引入了一个补丁，可让您控制段的位置。折衷方案是可以从用户空间中移走可寻址的内存，以便内核可以使用之前不必映射的更多内存。
其他资源：
http://tldp.org/HOWTO/KernelAnalysis-HOWTO-7.html
http://linux-mm.org/HighMemory
#4 楼
HIGHMEM是内核内存空间的范围，但是它不是您访问的内存，而是放置您要访问的内容的地方。典型的32位Linux虚拟内存映射如下：
0x00000000-0xbfffffff：用户进程（3GB）
0xc0000000-0xffffffff：内核空间（1GB）
（特定于CPU的向量以及此处忽略的内容） 。
Linux将1GB内核空间分为LOWMEM和HIGHMEM两部分。拆分因安装而异。
如果安装选择LOW和HIGH内存为512MB-512MB，则512MB LOWMEM（0xc0000000-0xdfffffff）在内核启动时静态映射；如果安装选择为512MB-512MB，则为MEM。通常，物理内存的前几个字节用于此目的，因此该范围内的虚拟和物理地址的常量偏移量为0xc0000000。另一方面，后一个512MB（ HIGHMEM）没有静态映射（尽管您可以将页面半永久地保留在那里，但是您必须在驱动程序代码中明确地这样做）。相反，页面会在此处临时映射和取消映射，因此该范围内的虚拟和物理地址没有一致的映射。 HIGHMEM的典型用途包括一次性数据缓冲区。
#5 楼
据我所知，“高内存”用于应用程序空间，“低内存”用于内核。优点是（用户空间）应用程序无法访问内核空间内存。
#6 楼
对于希望在Linux内核内存空间上下文中进行解释的人们，请注意高/低内存拆分有两种相互矛盾的定义（不幸的是，没有标准，必须在上下文中进行解释）：“高内存”定义为虚拟内存中内核空间的总和。这是仅内核可以访问的区域，并且包含大于或等于
PAGE_OFFSET的所有虚拟地址。因此，“低内存”是指剩余地址的区域，它对应于每个用户进程可访问的用户空间内存。例如，在具有默认PAGE_OFFSET的32位x86上，这意味着高内存是任何带有ADDR的地址ADDR ≥ 0xC0000000 = PAGE_OFFSET（即1 GB更高）。这就是为什么在Linux中，32位进程通常限制为3 GB。
请注意，不能直接配置
PAGE_OFFSET，这取决于可配置的VMSPLIT_x选项（源）。总结：在32位架构中，默认情况下，虚拟内存分为较低的3 GB（用户空间）和较高的1GB（内核空间）。
对于64位，
PAGE_OFFSET是不可配置的，并且取决于有时在内核加载期间在运行时检测到的体系结构细节。在x86_64上，
PAGE_OFFSET是0xffff888000000000（用于4级分页）（典型值），而0xff11000000000000是用于5级分页（源）。对于ARM64，通常为0x8000000000000000。但是请注意，如果启用了KASLR，则此值是有意无法预测的。“高内存”定义为物理内存中无法与内核虚拟内存的其余部分连续映射。内核虚拟地址空间的一部分可以作为单个连续块映射到所谓的物理“低内存”中。为了完全理解这意味着什么，需要对Linux虚拟内存空间有更深入的了解。我建议浏览这些幻灯片。
来自幻灯片：
这种“高/低内存”拆分仅适用于安装的物理RAM大小相对较高（大于〜1 GB）的32位体系结构。否则，即当物理地址空间较小（<1 GB）或虚拟内存空间较大（64位）时，可以从内核虚拟内存空间访问整个物理空间。在这种情况下，所有物理内存都被认为是“低内存”。
最好根本不存在高内存，因为可以直接从内核访问整个物理空间，这使内存管理变得更加简单和容易。高效。当处理DMA（通常需要物理上连续的内存）时，这尤其重要。
另请参见@ gilles-so-stop-being-evil
#7 楼
很多人都说低内存是用于操作系统的。这通常是正确的，但并非必须如此。高内存和低内存只是内存空间的两个部分，但是在Linux系统中，低内存仅用于内核，高内存用于用户进程。根据“恐龙书（操作系统概念） ”，我们可以将操作系统放在低内存或高内存中。影响此决定的主要因素是中断向量的位置。由于中断向量通常位于低内存中，因此程序员通常也将操作系统也置于低内存中。
评论
@hiro，您的意思是“ HIGHMEM”是ldd3所描述的“内核虚拟地址”。我同意你的看法。令人困惑的是，ldd3定义了“ LOWMEM”“ HIGHMEM”，还定义了“内核虚拟地址”“内核逻辑地址”。它们是同一件事，但名称不同。那是软件的“美”，所以它取决于描述语言。