關於內核空間的問題

Question

1.每個進程都有自己的虛擬地址空間，內核也有自己的內核，內核是一堆進程，這是否意味着每個內核進程都有自己的虛擬地址空間？

2.在32位架構系統中，每個進程都有4GB的虛擬地址空間，內核空間的大小是多少？

用戶空間的3.0x00000000-0xffffffff被內核佔用，但它們是不同的空間，這是如何實現的？

4.爲什麼內核需要將東西拷貝到自己的空間中？

Answer 1

每個進程都有自己的虛擬地址空間和內核都有自己的過了，內核是一堆的過程，這是否意味着每一個內核進程都有自己的虛擬地址空間？

內核也許沒有什麼特殊內核進程。它甚至可能沒有特殊的內核線程。例如，MSDOS中沒有任何操作系統，但是它基本上是一個操作系統。它所擁有的只是ISR，爲各種事物（例如文件系統驅動程序，內存管理器等）提供了大量的內部代碼，以及用於應用程序的系統調用API。

操作系統可以具有由用戶進程提供的一些功能（或者，IOW，委託給）用戶進程。這是微內核的想法。與常規流程相比，這些專用流程可能具有額外的權限。

在這種情況下，內核是一個很值得用戶設定的流程子程序以某種方式調用的（DOS是正義的，但沒有流程，有一切一個地址空間）。內核仍然必須能夠被所有人訪問，因此它駐留的內存在所有地址空間中共享（例如，通過頁面轉換）。每個內核都有這樣的共同/共享部分。

在32位架構的系統中，每個進程都有一個4GB的虛擬地址空間，這有什麼的內核空間的大小？

這取決於CPU和內核實現的。 32位Windows通常爲地址空間的用戶和內核部分保留2GB。如果需要的話，這可能會被覆蓋爲3GB的用戶和1GB的內核。

0x00000000-0xffffffff用戶空間被內核佔用，但它們是不同的空間，這是如何實現的？

這取決於CPU的MMU。使用x86上的頁表，您可以組織整個虛擬地址空間，以便在進程/線程切換期間，其中只有一部分映射改變爲物理內存（這是用戶部分），而另一部分仍然是相同（這是共享的內核部分）。

從CPU的角度來看，通常只有一個虛擬地址空間。但通常將其部件稱爲單獨的用戶和內核虛擬地址空間。

爲什麼內核需要的東西拷貝到自己的空間？

它是如何將採取從流程的輸入，例如系統調用參數？但最重要的是，如果它需要異步執行一些長時間的輸入處理，只需要輸入，讓調用者繼續，然後在工作完成時發信號給調用者呢？調用進程可以自由修改或釋放剛剛傳遞給內核的數據緩衝區。內核可能不會非常「高興」地觀察它正在改變或消失的數據。如果進程中有多個線程，即使使用同步調用也會發生此問題，因爲在內核正在使用它時，另一個線程可以更改緩衝區。

將數據複製或保留在地址空間的內核部分還有其他原因。