カーネルのハイメモリ

Question

オペレーティングシステムの設計では、カーネルはほとんどの場合、高い仮想メモリアドレスにマップされるため、上位メモリ部分の制御が得られます。以下のスペースは、「Linux 3/1 virtual address split」という優れた方法で説明されているように、ユーザー空間で動作するアプリケーション用です。

私が知りたいのは、なぜですか？この設計決定はどうですか？なぜカーネルはメモリの下位部分を使用しないのですか？これは私にとって本当に明確ではない、あるいは私は何かを監督したかもしれない。

編集：この質問は物理アドレスではなく仮想アドレスに関するものです。

Answer 1

このような設計のために/理由のいくつかの利点：

• アプリケーションは、カーネルのサイズや位置を気にする必要はありません、彼らはから始まる、メモリ内のものだけをしているふりをしますコードやデータの再配置が最小限に抑えられます。したがって、アプリケーションは設計および実装が容易であり、メモリ管理に関連するバグが発生しにくい可能性があります。
• アプリケーションでは、より小さい/より短いアドレス/ポインタを使用して、メモリを節約できます。
• x86 CPUでは、16ビットおよび32ビットのアドレス空間は仮想アドレス0から始まり、約1MB（実仮想8086モードの場合）、16MB（i80286 +の場合は16ビット保護モード）、4GB （32ビットモード、非現実モード）。カーネルをより低いアドレスに配置すると、アプリケーション（例えば、32ビットモードでは16ビットアプリケーション、64ビットモードでは32ビットアプリケーション）で使用できるアドレスの範囲が狭くなり、メモリ管理が複雑になります。カーネルを仮想アドレス空間の先頭に移動させることは、一般にx86上では意味があります。

他の理由があります。通常はプラットフォーム固有です。いくつかのプラットフォームでは、2つのオプションの間にほとんどまたはまったく違いがないかもしれません。しかし、他のものでは、好ましいカーネルの位置は、より低い仮想アドレスにある可能性があります。詳細は重要です。