内存布局的演进：

1. 纯物理地址（80286 之前）：
   - 没有 MMU
   - 物理地址 = 访问地址
   - 无法实现进程隔离

2. 实模式（8086）：
   - 段寄存器 × 16 + 偏移 = 20-bit 物理地址
   - 1MB 地址空间
   - 无保护，无隔离

3. 保护模式（80286+）：
   - GDT/LDT 定义段描述符
   - 段选择子 + 偏移 = 线性地址
   - 特权级（Ring 0/1/2/3）

4. 分页保护模式（80386+）：
   - 线性地址通过页表翻译成物理地址
   - 虚拟内存支持
   - 每个进程独立的页表

5. x86-64 长模式（AMD64）：
   - 48-bit 虚拟地址（用户 128TB，内核 128TB）
   - 四级页表
   - 不再使用段寄存器（CS/DS 等仍是选择子，但基址=0）

x86-64 虚拟地址空间布局（Linux 5.x+）：

用户空间（User Space，0x0000000000000000 ~ 0x00007FFFFFFFFFFF）：
  0x0000000000000000：NULL 指针陷阱（防止 NULL deref）
  0x0000000000400000：可执行文件加载地址（ELF）
  0x0000004000000000：程序堆（brk 增长）
  0x00007F0000000000：mmap 区域（匿名映射/共享库）
  0x00007FF000000000：栈（向低地址增长）
  0xFFFF800000000000：内核空间起始（符号扩展）

内核空间（Kernel Space，0xFFFF800000000000 ~ 0xFFFFFFFFFFFFFFFF）：
  0xFFFF800000000000 ~ 0xFFFF88007FFFFFFF：
    直接映射区（Direct Map）
    → 线性映射：物理地址 + 0xFFFF880000000000 = 虚拟地址
    → 物理 0~896MB 直接映射到这个区域（低端 896MB）
    → 适用于 kmalloc/vmalloc（物理连续）

  0xFFFF880100000000 ~ 0xFFFFC3FFFFFFFFFFFF：
    vmalloc 区域
    → 映射不连续的物理内存（vmalloc）
    → module 空间（0xFFFF880000000000 ~ 0xFFFF8BFFFFFFFFFF）
    → ioremap（0xFFFFC40000000000 开始）

  0xFFFFC40000000000 ~ 0xFFFFC7FFFFFFFFFFF：
    固定映射区（Fixed Address Mapping）
    → early boot、ACPI tables、物理内存映射

  0xFFFFC80000000000 ~ 0xFFFFFFFFFFFFFFFF：
    保留区/硬件区
    → ACPI NVS
    → 固件保留
    → 未使用

物理地址到虚拟地址的几种方式：

1. 直接映射（0xFFFF880000000000）：
   PA 0x1000000 → VA = 0x1000000 + 0xFFFF880000000000
               = 0xFFFF880100000000

   用于低端 896MB DRAM（kmalloc/vmalloc）

2. kmap（kmap_atomic）：
   用于高端内存（HIGHMEM，> 896MB）
   - 临时映射
   -kunmap_atomic 释放

3. vmalloc 映射：
   PA 可以不连续
   VA 在 vmalloc 区域动态分配

4. ioremap：
   外设 MMIO 寄存器
   VA 在 ioremap 区域

物理地址范围的定义（arch/x86/include/asm/page_32_types.h）：
  #define __PAGE_OFFSET      0xFFFF880000000000
  #define PHYSICAL_PAGE_MASK  (~0xFFFUL)

内核内存布局的关键区域（x86-64，4-level pagetable）：

1. 直接映射区（ZONE_NORMAL，896MB）：
   - 物理地址 0 ~ 896MB 映射到这里
   - 用于 kmalloc / 伙伴系统
   - 虚拟 = 物理 + __PAGE_OFFSET
   - 高效：无页表开销

2. vmalloc 区（动态映射）：
   - 大约 32TB 虚拟空间（0xFFFF880100000000 ~ 0xFFFFC3FFFFFFFFFF）
   - 模块加载（0xFFFF880000000000 ~ 0xFFFF8BFFFFFFFFFF）
   - 适用：vmalloc / ioremap

3. 固定映射区：
   - 编译时确定的虚拟地址
   - 用途：early boot（VMALLOC_START ~ VMALLOC_END）
   - 编译时固定，不动态分配

4. 高端内存（HIGHMEM，32-bit x86）：
   - 物理 > 896MB 的部分
   - 不能直接映射，需要临时映射（kmap）

物理内存 > 物理地址空间时：
  - 64-bit 系统不需要高端内存概念
  - 256TB 虚拟空间 >> 实际物理内存

Linux 查看物理地址布局：

$ cat /proc/iomem

00000000-00000fff : Reserved
00001000-0009ffff : System RAM          ← 传统 640KB
000a0000-000fffff : Reserved            ← VGA/ROM
00100000-bfffffff : System RAM          ← 主内存区域
c0000000-feafffff : Reserved            ← MMIO 区域
  c0000000-cfffffff : PCI Bus 0000:01  ← PCIe BAR
  d0000000-dfffffff : RAM (系统内存，但 MMIO 占用)
  fe000000-fe7fffff : Local APIC        ← APIC
  fe800000-fe9fffff : Reserved          ← firmware
ff800000-ffffffff : Reserved            ← BIOS ROM

# 查看虚拟地址映射（/proc/self/maps）
$ cat /proc/self/maps
00400000-00405000 : r-xp /bin/cat         ← 可执行代码
00600000-00606000 : rw-p [heap]          ← 堆
7fffc8c00000-7fffc8c20000 : rw-p [stack] ← 栈
ffff8800000000-ffff8880000000 : vmalloc   ← vmalloc 区域

NUMA（Non-Uniform Memory Access）系统的内存布局：

2 路服务器（2 NUMA nodes）：

Node 0（CPU 0~7 本地）：
  物理地址 0x0 ~ 0x100_0000_0000（64GB）
  本地内存，访问延迟 ~60ns

Node 1（CPU 8~15 本地）：
  物理地址 0x100_0000_0000 ~ 0x200_0000_0000（64GB）
  本地内存，访问延迟 ~60ns
  跨节点访问延迟 ~100ns

NUMA 配置的虚拟地址映射：
  - 内核直接映射区（0xFFFF880000000000）跨越所有节点
  - 但某个虚拟地址对应哪个节点取决于物理地址

Linux NUMA API：
  $ numactl --hardware
  available: 2 nodes (0-1)
  node 0 size: 65536 MB
  node 1 size: 65536 MB

  $ numactl --membind=0 ./program
  强制程序在 Node 0 分配内存（本地访问）