Operating system 内核高内存

在操作系统设计中，内核通常映射到一个高虚拟内存地址，从而获得对上层内存部分的控制。下面留下的空间用于在用户空间中运行的应用程序，如“”中所述

我想知道的是，为什么要做出这个设计决定，或者为什么内核不使用内存的较低部分？这对我来说不是很清楚，也许我监督了一些事情

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编辑：这个问题涉及虚拟地址而非物理地址。

这种设计的一些优点/原因：

• 应用程序不需要关心内核的大小和位置，可以假装它们是内存中唯一的内核，从0左右开始，向上扩展，代码和数据的重新定位最少或没有。因此，应用程序更易于设计和实现，并且不太可能出现与mememory管理相关的bug
• 应用程序可能使用更小/更短的地址/指针，从而节省一些内存
• 在x86 CPU中，16位和32位地址空间从虚拟地址0开始，到大约1MB（对于实型和虚拟8086模式）、16 MB（i80286+上的16位保护模式）和4 GB（32位模式、非实型模式）结束。将内核置于较低的地址将减少应用程序可用的地址范围（例如：32位模式下的16位应用程序或64位模式下的32位应用程序）和/或使其内存管理复杂化。在x86上，将内核移动到虚拟地址空间的顶部通常是有意义的

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可能还有其他原因，通常是平台特定的。在某些平台上，这两个选项之间可能几乎没有区别。然而，在其他情况下，首选的内核位置可能位于较低的虚拟地址。细节很重要。

只是一个猜测：一个约定，可以更容易地记住哪些部分的内存应该受到用户空间代码的保护OK，但是内核的内存总是有限的，或者用户空间内存可能会被浪费。因此，当内核需要额外的内存时（例如加载模块），它可以分配并设置保护它的特定权限（当分页被启用时）。但我现在的理解是这样的：内核实现了虚拟内存管理，从而为所有用户应用程序提供了在地址0x0处重新定位的能力。如果是这样，那么内核在内存中的位置就无关紧要了，因为内核是控制内存的唯一实例。有意义吗？不要忘记，在内核进行任何重新定位之前，编译器必须生成可重新定位的二进制文件。如果每个应用程序都可以从~0开始，那么二进制文件中的代码可能会更简单，二进制文件可能不包含任何重新定位信息，编译器可能会更简单，或者做的工作更少。看看整个系统、内核和应用程序。让内核变得更复杂以简化应用程序及其开发通常是有益的，也就是说，简化许多其他事情。这是有道理的，因为应用程序开发人员不应该像内核开发人员那样专业。就像我说的，细节很重要，包括谁做什么。好吧，根据你的评论，我发现下面这篇文章实际上是一篇很棒的文章。我注意到的一句话是：“一旦启用了虚拟地址，它们将应用于机器中运行的所有软件，包括内核本身。因此，必须为内核保留一部分虚拟地址空间。”。我以前不知道这一点，它澄清了所有的事情，所以谢谢你的“整个系统”提示。但现在我在问自己，是否有更好的方法来处理虚拟内存，但这不属于这里。@macs有一点主题，但不能坚持分享这个伟大的资源：。如果你通过实验室，你会对事物有深刻的了解。