리눅스의 메모리관리에 대한 질문입니다!

질문하신 분이 어느정도 올바르게 이해하셨다고 생각합니다.
좀 더 부가 설명을 드리겠습니다.

Linux에서 커널주소공간 (3G~4G)의 사용은 메인메모리 크기가 896MB 이상이냐 이하냐에 따라 살짝 달라집니다.
일단 80x86이고 PAE가 설정되지 않았다고 가정을 하겠습니다.
다음은 부팅 후 초기에 커널이 페이지테이블을 초기화하여 메인메모리를 가상주소에 매핑하는 방식입니다.

1. 메인메모리가 896MB 이상 일 때,

가. 가상주소 896MB 까지는 물리메모리 896MB를 말씀하신 대로 다이렉트(?) 매핑하고 있습니다.
다이렉트라는 용어가 좀 마음에 걸리는데 일단 제쳐두고, 예를 들어 설명하자면
물리메모리주소 0x100000(1M)는 가상주소 0xc00100000 (3G+1M)로 매핑됩니다.
즉 물리메모리 896MB 까지는 3G만 더해주면 가상주소를 얻을 수 있고 그 역도 가능합니다.
이렇게 페이지테이블을 설정을 해놓으면 커널은 특정 물리메모리주소를 쉽게 접근할 수 있죠.

나. 896M+3G에서 1016M+3G까지의 120M의 가상주소는 noncontiguous memory area 입니다.
0M+3G에서 896M+3G 사이에서 할당된 하나의 메모리 블록은 그 크기에 상관없이 물리적으로 연속되었음을 보장받을 수 있습니다.
하지만 noncontiguous memory area의 이름이 나타내듯이 이 공간에서 할당된 메모리 블록은 물리적으로 연속이 아닐 수 있습니다.
시스템이 부팅되어 오랜동안 동작하면 메모리 단편화가 심해져서 물리적으로 연속된 페이지 프레임들을 찾기 어려울 수 있습니다.
이 경우 페이지테이블을 적절하게 설정을 하면 연속적인 가상주소에 물리적으로 비연속적인 페이지 프레임들을 매핑할 수 있습니다.
vmalloc() 루틴이 이런 일을 하고, 이렇게 할당된 페이지 프레임이 물리주소 896MB 이하라면 그 페이지 프레임은 두개 이상의 가상주소를 가지겠죠. 단, DMA 동작에는 연속적인 물리공간을 필요로 하므로 이렇게 할당된 메모리는 부적절합니다.
또한 ioremap() 루틴을 통해 hardware device 내의 버퍼가 이 영역에 매핑할 수 있습니다.

다. 나머지 4M 공간은 persistent kernel mapping을, 나머지 4M 공간은 fix-mapped linear address에 쓰입니다.
Persistent kernel mapping 공간은 high memory--즉 896MB 이상의 물리메모리에 접근하기 필요한 가상 주소들 입니다.
High memory는 평상시에 가상주소가 없으므로 접근할 일이 있으면 임시적으로 가상주소를 할당하여 접근하게 됩니다.
Fix-mapped linear address는 특정 가상주소에 물리메모리를 번갈아가며 매핑해서 쓸 때 사용할 수 있습니다.

라. 만약 PAE가 설정되었다면 persistent kernel mapping 공간은 2M가 되고 fix-mapped linear address 공간은 "아마도(확인을 안해봐서)" 2M가 될 것입니다. 여기서 줄어든 만큼 noncontiguous memory area가 증가하겠죠.

2. 메인메모리가 896MB 이하 일 때,

질문하신 대로 메인메모리가 512MB이다고 가정하겠습니다.

가. 물리메모리는 0M ~ 512M 은 가상주소 0M+3G ~ 512M+3G에 매핑됩니다.

나. 512M+3G에서 1016M+3G까지의 가상주소가 noncontiguous memory area 입니다.

다. 앞선 말한 내용과 동일합니다.

3. 결론

메인메모리가 512MB인 상황이라면 가상주소 600M+3G 부분은 vmalloc()을 통해 메인메모리로 매핑되거나 ioremap() 함수를 통해 device 내의 메모리로 매핑될 수 있습니다.

사족: 잘못 알고 있던 부분이 많아 수정을 여러번 했습니다.