linux简化了分段机制，使得虚拟地址与线性地址总是一致的。线性空间在32为平台上为4GB的固定大小，也就是Linux的虚拟地址空间也这么大，Linux内核将这4GB的空间分为两个部分。最高的1GB（从虚拟地址0xC0000000到0xFFFFFFFF）供内核使用，称为“内核空间“。而较低的3GB(从虚拟地址0x00000000到0xBFFFFFFF),供各个进程使用，称为“用户空间”，因为每个进程可以通过系统调用进入内核，因此，Linux内核空间由系统内的所有进程共享。所以，每个进程可以拥有4GB的虚拟地址空间（也叫虚拟内存）。每个进程有各自的私有用户空间（0～3GB），这个空间对系统中的其他进程是不可见的。最高的1GB内核空间则为所有进程以及内核所共享（虽然共享，但是一个完整的虚拟地址空间就是4GB，内核空间是每个进程都要被分配的，只是他们对应相同的地址空间）。

进程的线性地址空间分为两部分：

1、从0×00000000到0xbfffffff的线性地址，无论进程运行在用户态还是内核态都可以寻址。

2、从0xc0000000到0xffffffff的线性地址，只有内核态的进程才能寻址。

用户空间不是被进程共享的，而是被进程隔离的。每个进程最大可以有3GB用户空间。所以说一个进程对一个地址的访问，与另一个进程对同一个地址的访问不冲突，因为尽管是同一个地址但因为，进程的用户空间不共享 导致他们其实并没有指向同一个地址。而对于cpu来讲，在任意的时刻，整个系统都只有4GB的虚拟地址空间，这个虚拟空间是面向进程的，所以当进程切换的时候，虚拟地址空间也会切换。所以只有此进程运行的时候，其虚拟地址空间才被CPU所知。其他时刻，其虚拟空间不被CPU所知。

一个程序编译链接后形成的是虚拟地址空间，而程序最终要运行在物理内存中。所以，虚拟地址空间必须被映射到物理内存空间中，这个映射关系需要通过硬件体系结构所规定的数据结构来建立。即段描述符表和页表，而Linux主要通过页表来进行映射。

由以上得出一个结论。如果给出的页表不同，那么CPU将某一虚拟地址空间中的地址转化成的物理地址也不同，所以每个进程都建立了页表，将每个进程的虚拟地址空间根据自己的需要映射到物理地址空间上。既然在一个时刻CPU上只能有一个进程在运行，那么当进程发生切换时，将页表也更换为相应进程的页表，这就可以实现每个进程都有自己的虚拟地址空间而互不影响。

内核空间到物理空间内存的映射

内核空间占据了每个虚拟空间中的最高1GB，但映射到物理内存却总是从最低的地址(0x00000000)开始的,所以3GB（0xC0000000）就是物理地址与虚拟地址之间的位移量，而在Linux代码中就叫做PAGE_OFFSET。

在page.h 中对内核空间中地址映射的说明及定义如下：

# define _PAGE_DFFSET              (0xC0000000)

........

#define PAGE_OFFSET                 ((unsigner long) __PAGE_OFFSET)

#define  _pa(x)                            (unsigned long) (x) - PAGE_OFFSET

#define  _va(x)                             ((void *) ((unsigned long) (x) + PAGE_OFFSET))

对于内核空间而言，给定一个虚地址x，其物理地址为x-PAGE_OFFSET,给定一个物理地址x，其虚地址为x+PAGE_OFFSET。

 这只适合内核空间的虚地址映射到物理地址，而绝不适用于用户空间。