在free命令中有個參數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。那么關於low memory和high memory是怎么一回事呢？如下截圖所示：
一直對這個概念不解，直到看到關於linux kernel里的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里的high memory是怎么回事，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）什么是high memory，為什么要有high memory
Linux人為的把4G虛擬地址空間（32位地址最多尋址4G）分為3G＋1G，其中0～3G為用戶程序地址空間，3G～4G為kernel地址空間（為什么要這么分？為什么用戶程序和kernel不能各自獨享4G虛擬地址空間？這兩個問題下次再說吧，這里不表），這就是說kernel最多尋址1G的虛擬地址空間。
當CPU啟用MMU的paging機制后，CPU訪問的是虛擬地址，然后由MMU根據頁表轉換成物理地址。頁表是由kernel維護的，所以kernel可以決定1G的虛擬地址空間具體映射到什么物理地址。但是kernel最多只有3G～4G這1G地址空間，所以不管kernel怎么映射，最多只能映射1G的物理內存。所以如果一個系統有超過1G的物理內存，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除了訪問內存外，還需要訪問很多IO設備。在現在的計算機體系結構下，這些IO設備的資源（比如寄存器，片上內存等）一般都是通過MMIO的方式映射到物理內存地址空間來訪問的，就是說kernel的1G地址空間除了映射內存，還要考慮到映射這些IO資源－－換句話說，kernel還需要預留出一部分虛擬地址空間用來映射這些IO設備（ioremap就是干這個的）。
Linux kernel采用了最簡單的映射方式來映射物理內存，即把物理地址＋3G按照線性關系直接映射到kernel空間。考慮到一部分kernel虛擬地址空間需要留給IO設備（以及一些其他特殊用途），Linux kernel最多直接映射896M物理內存，而預留了最高端的128M虛擬地址空間給IO設備（還有其他的用途）。所以，當系統有大於896M內存時，超過896M的內存kernel就無法直接訪問到了（想明白了么？），這部分內存就是high memory。那kernel就永遠無法訪問到超過896M的內存了馬？不是的，kernel已經預留了128M虛擬地址，我們可以用這個地址來動態的映射到high memory，從而來訪問high memory。所以預留的128M除了映射IO設備外，還有一個重要的功能是提供了一種動態訪問high memory的一種手段（kmap主要就是干這個的，當然還有vmalloc）。
當然，在系統物理內存<896M，比如只有512M的時候，就沒有high memory了，因為512M的物理內存都已經被kernel直接映射。事實上，在物理內存<896M時，從3G+max_phy ~ 4G的空間都作為上述的預留的內核地址空間（未考證）。
要理解high memory，關鍵是把物理內存管理，虛擬地址空間管理，以及兩者間的映射（頁表管理）三個部分分開考慮，不要把物理內存管理和虛擬地址空間管理混在一起。比如high memory也參與kernel的物理內存分配，你調用get_page得到的物理頁有可能是low memory，也可以是high memory，這個物理頁可以被映射到kernel，同時也可以被映射到user space。再比如vmalloc，只保證返回的虛擬地址是在預留的vmalloc area里，對應的物理內存，可以是low memory，也可以是high memory。當然出於性能考慮，kernel可能會優先分配直接映射的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針對的是物理內存，不是虛擬內存，更確切的，虛擬地址空間。
2）high memory也是被內核管理的（有對應的page結構），只是沒有映射到內核虛擬地址空間。當kernel需要分配high memory時，通過kmap等從預留的地址空間中動態分配一個地址，然后映射到high memory，從而訪問這個物理頁。
3）high memory和low memory一樣，都是參與內核的物理內存分配，都可以被映射到kernel地址空間，也都可以被映射到user space地址空間。
4）物理內存<896M時，沒有high memory，因為所有的內存都被kernel直接映射了。
5）64位系統下不會有high memory，因為64位虛擬地址空間非常大（分給kernel的也很大），完全能夠直接映射全部物理內存。
2）題外話1 －－ 關於最高端的128M內核虛擬地址（或者當物理內存<896M時更大）的分配：
這部分地址空間被划分為4段，分別是fixed mapping，kmap area，vmalloc area，還有8M用來catch kernel指針錯誤。其中fixed mapping主要用在boot階段用來永久性映射一些物理地址固定的數據結構或者硬件地址（比如ACPI表，APIC地址，等等）。kmap area是kernel用來臨時建立映射來訪問物理頁用的，可用的地址空間也比較小。128M中絕大部分reserve了給vmalloc area，vmalloc和ioremap返回的都是這個空間里的地址。
另外，在《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》這本書中有linux 進程地址空間划分的詳細圖，很不錯，我就懶得畫了。
參考資料：