Linux内核地址空间布局详解

1. 简介

虽然x86_64的物理地址范围为64bit，但是因为地址空间太大目前不可能完全用完，当前支持57bit和48bit两种虚拟地址模式。

地址模式	单个空间	用户地址空间	内核地址空间
32位	2G	0x00000000 - 0x7FFFFFFF	0x80000000 - 0xFFFFFFFF
64位(48bit)	128T	0x00000000 00000000 - 0x00007FFF FFFFFFFF	0xFFFF8000 00000000 - 0xFFFFFFFF FFFFFFFF
64位(57bit)	64P	0x00000000 00000000 - 0x00FFFFFF FFFFFFFF	0xFF000000 00000000 - 0xFFFFFFFF FFFFFFFF

48bit模式的地址空间布局(4级页表)

Start addr	Offset	End addr	Size	VM area description	描述
0000000000000000	0	00007fffffffffff	128 TB	user-space virtual memory, different per mm	用户地址空间，每个进程mm指向的都不同
0000800000000000	+128 TB	ffff7fffffffffff	~16M TB	… huge, almost 64 bits wide hole of non-canonical virtual memory addresses up to the -128 TB starting offset of kernel mappings.	巨大空洞
-	-	-	-	Kernel-space virtual memory, shared between all processes:	以下为内核地址空间：
ffff800000000000	-128 TB	ffff87ffffffffff	8 TB	… guard hole, also reserved for hypervisor	-
ffff880000000000	-120 TB	ffff887fffffffff	0.5 TB	LDT remap for PTI	LDT(Local Descriptor Table)：局部描述符表KPTI(Kernel page-table isolation)：内核页表隔离
ffff888000000000	-119.5 TB	ffffc87fffffffff	64 TB	direct mapping of all physical memory (page_offset_base)	线性映射的区域
ffffc88000000000	-55.5 TB	ffffc8ffffffffff	0.5 TB	… unused hole	-
ffffc90000000000	-55 TB	ffffe8ffffffffff	32 TB	vmalloc/ioremap space (vmalloc_base)	vmalloc和ioremap空间
ffffe90000000000	-23 TB	ffffe9ffffffffff	1 TB	… unused hole	-
ffffea0000000000	-22 TB	ffffeaffffffffff	1 TB	virtual memory map (vmemmap_base)	page结构存储的位置
ffffeb0000000000	-21 TB	ffffebffffffffff	1 TB	… unused hole	-
ffffec0000000000	-20 TB	fffffbffffffffff	16 TB	KASAN shadow memory	KASAN影子内存
-	-	-	-	Identical layout to the 56-bit one from here on:	从这里开始，与56-bit布局相同：
fffffc0000000000	-4 TB	fffffdffffffffff	2 TB	… unused hole	-
-	-	-	-	vaddr_end for KASLR	-
fffffe0000000000	-2 TB	fffffe7fffffffff	0.5 TB	cpu_entry_area mapping	-
fffffe8000000000	-1.5 TB	fffffeffffffffff	0.5 TB	… unused hole	-
ffffff0000000000	-1 TB	ffffff7fffffffff	0.5 TB