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7.6）虚拟内存的分配与释放

虚拟地址空间的划分

由于 x86 CPU 支持虚拟地址空间时，要么开启保护模式，要么开启长模式，保护模式下是 32 位的，有 0～0xFFFFFFFF 个地址，可以使用完整的 4GB 虚拟地址空间。

在保护模式下，对这 4GB 的虚拟地址空间没有进行任何划分，而长模式下是 64 位的虚拟地址空间有 0～0xFFFFFFFFFFFFFFFF 个地址，这个地址空间非常巨大，硬件工程师根据需求设计，把它分成了 3 段，如下图所示。

长模式下，CPU 目前只实现了 48 位地址空间，但寄存器却是 64 位的，CPU 自己用地址数据的第 47 位的值扩展到最高 16 位，所以 64 位地址数据的最高 16 位，要么是全 0，要么全 1.

我们把 0xFFFF800000000000～0xFFFFFFFFFFFFFFFF 虚拟地址空间分给内核，把 0～0x00007FFFFFFFFFFF 虚拟地址空间分给应用，内核占用的称为内核空间，应用占用的就叫应用空间 。

内核空间中有个线性映射区 0xFFFF800000000000～0xFFFF800400000000，这是我们在二级引导器中建立的 MMU 页表映射。

虚拟地址空间设计结构

图示是最好的表示方式，简单清晰

虚拟地址空间的分配释放流程图
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