Linux kernel 为什么linux中有内存区域？

我在网上读到这篇文章：

由于硬件限制，内核无法将所有页面视为相同。某些页由于其在内存中的物理地址而无法用于某些任务。由于这个限制，内核将页面划分为不同的区域

我想知道那些硬件限制。有人能给我解释一下这些硬件限制并举个例子吗。另外，英特尔是否有任何软件指南对此进行解释

此外，我还了解到虚拟内存分为两部分：内核空间1GB，用户空间3GB。为什么我们要在所有进程的虚拟空间中为内核提供1GB的空间？它如何映射到实际的物理页面？有人能给我指一段干净的文字来解释这一点吗

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提前感谢。

硬件限制主要与旧设备有关。例如，您有区域\u DMA，它来自

0-16MB

。例如，对于较旧的ISA设备，这是必需的，这些设备不能处理超过

16MB

限制的数据。然后是区域_NORMAL，在那里大多数内核操作都会发生，并永久性地进入内核地址空间

---

1GB

和

3GB

的拆分很简单。这里有虚拟地址，因此对于您的应用程序，内存地址总是从

0x00000000

开始，保留为内核内容的第一GB。这样做的原因很简单：您有内核模式和用户模式。在内核模式下，您可以使用系统调用。如果您不想将内核内存映射到虚拟地址空间，则必须执行上下文切换以将您困在内核模式（上下文切换：将当前上下文保存到内存，从内存加载另一个上下文->耗时）。但是，由于内核模式操作可以在相同的虚拟地址空间中进行，因此不需要切换上下文，例如，分配新内存或执行任何其他系统调用。

硬件限制主要涉及旧设备。例如，您有区域\u DMA，它来自

0-16MB

。例如，对于较旧的ISA设备，这是必需的，这些设备不能处理超过

16MB

限制的数据。然后是区域_NORMAL，在那里大多数内核操作都会发生，并永久性地进入内核地址空间

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1GB

和

3GB

的拆分很简单。这里有虚拟地址，因此对于您的应用程序，内存地址总是从

0x00000000

开始，保留为内核内容的第一GB。这样做的原因很简单：您有内核模式和用户模式。在内核模式下，您可以使用系统调用。如果您不想将内核内存映射到虚拟地址空间，则必须执行上下文切换以将您困在内核模式（上下文切换：将当前上下文保存到内存，从内存加载另一个上下文->耗时）。但是，由于内核模式操作可以在相同的虚拟地址空间中进行，因此不需要切换上下文，例如，分配新内存或执行任何其他系统调用。

硬件限制主要涉及旧设备。例如，您有区域\u DMA，它来自

0-16MB

。例如，对于较旧的ISA设备，这是必需的，这些设备不能处理超过

16MB

限制的数据。然后是区域_NORMAL，在那里大多数内核操作都会发生，并永久性地进入内核地址空间

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1GB

和

3GB

的拆分很简单。这里有虚拟地址，因此对于您的应用程序，内存地址总是从

0x00000000

开始，保留为内核内容的第一GB。这样做的原因很简单：您有内核模式和用户模式。在内核模式下，您可以使用系统调用。如果您不想将内核内存映射到虚拟地址空间，则必须执行上下文切换以将您困在内核模式（上下文切换：将当前上下文保存到内存，从内存加载另一个上下文->耗时）。但是，由于内核模式操作可以在相同的虚拟地址空间中进行，因此不需要切换上下文，例如，分配新内存或执行任何其他系统调用。

硬件限制主要涉及旧设备。例如，您有区域\u DMA，它来自

0-16MB

。例如，对于较旧的ISA设备，这是必需的，这些设备不能处理超过

16MB

限制的数据。然后是区域_NORMAL，在那里大多数内核操作都会发生，并永久性地进入内核地址空间

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1GB

和

3GB

的拆分很简单。这里有虚拟地址，因此对于您的应用程序，内存地址总是从

0x00000000

开始，保留为内核内容的第一GB。这样做的原因很简单：您有内核模式和用户模式。在内核模式下，您可以使用系统调用。如果您不想将内核内存映射到虚拟地址空间，则必须执行上下文切换以将您困在内核模式（上下文切换：将当前上下文保存到内存，从内存加载另一个上下文->耗时）。但是，由于内核模式操作可以在同一虚拟地址空间中进行，因此不需要切换上下文，例如，分配新内存或执行任何其他系统调用。

关于处理器用户空间中1GB内核映射的第二个问题

当然，内核映射是为了节省时间，因为没有开关。1GB用于内核功能，所以如果内核为其功能映射新内存，内核就可以这样做。任何关于Unix的书都可以为您的第二个问题提供详细信息