物理内存管理

站在处理器的角度来看，管理内存的最小单位是页。
在linux内核中，一个页的大小是4KB，管理一个页的数据结构为struct page，每个页面都有自己的编号pfn。struct page的地址存储在mem_map[]数组中。

1. pfn与mem_map[]

对于一个计算机系统，其整个物理地址空间应该是从0开始，到实际系统能支持的最大物理空间为止的一段地址空间。在ARM系统中，假设物理地址是32个bit，那么其物理地址空间就是4G，在ARM64系统中，如果支持的物理地址bit数目是48个，那么其物理地址空间就是256T。当然，实际上这么大的物理地址空间并不是都用于内存，有些也属于I/O空间（当然，有些cpu arch有自己独立的io address space）。因此，内存所占据的物理地址空间应该是一个有限的区间，不可能覆盖整个物理地址空间。

PFN是page frame number的缩写，所谓page frame，就是针对物理地址空间而言的，把物理地址空间分成一个个的page size的区域，并且给每一个page 编号，这个号码就是PFN。假设物理内存从0地址开始，那么PFN等于0的那个页帧就是0地址（物理地址）开始的那个page。假设物理内存从x地址开始，那么第一个页帧号码就是（x>>PAGE_SHIFT）。

总结一下，
1.mem_map[index] 数组的index 和 pfn 之间是存在一个固定的偏移（与芯片的layout相关；
2.pfn对应了整个物理地址空间，而mem_map[]只管理了用于内存的区间；
3.比如arm32有4G的物理地址空间，对于某个物理地址x来说，它的pfn就是x>>12(4KB页面)，现在假设DDR只有1G，那么mem_map[]就只是对应这个1G空间，但pfn是对应了整个4G的空间

2. zone

层次	说明
Node（存储节点）	CPU被划分成多个节点，每个节点都有自己的一块内存，可以参考NUMA架构有关节点的介绍
Zone（管理区）	每一个Node（节点）中的内存被划分成多个管理区域（Zone），用于表示不同范围的内存
Page（页面）	每一个管理区又进一步被划分为多个页面，页面是内存管理中最基础的分配单位