3.2 虚拟地址空间布局

3.2.1 虚拟地址空间划分

因为目前应用程序没有那么大的内存需求，所以ARM64处理器不支持完全的64位虚拟地址，实际支持情况如下。

（1）虚拟地址的最大宽度是48位，如图3.2所示。内核虚拟地址在64位地址空间的顶部，高16位是全1，范围是[0xFFFF 0000 0000 0000,0xFFFF FFFF FFFF FFFF]；用户虚拟地址在64位地址空间的底部，高16位是全0，范围是[0x0000 0000 0000 0000,0x0000 FFFF FFFF FFFF]；高16位是全1或全0的地址称为规范的地址，两者之间是不规范的地址，不允许使用。

图3.2 ARM64内核/用户虚拟地址空间划分

（2）如果处理器实现了ARMv8.2标准的大虚拟地址（Large Virtual Address, LVA）支持，并且页长度是64KB，那么虚拟地址的最大宽度是52位。

（3）可以为虚拟地址配置比最大宽度小的宽度，并且可以为内核虚拟地址和用户虚拟地址配置不同的宽度。转换控制寄存器（Translation Control Register）TCR_EL1的字段T0SZ定义了必须是全0的最高位的数量，字段T1SZ定义了必须是全1的最高位的数量，用户虚拟地址的宽度是（64-TCR_EL1.T0SZ），内核虚拟地址的宽度是（64-TCR_EL1.T1SZ）。

在编译ARM64架构的Linux内核时，可以选择虚拟地址宽度。

（1）如果选择页长度4KB，默认的虚拟地址宽度是39位。

（2）如果选择页长度16KB，默认的虚拟地址宽度是47位。

（3）如果选择页长度64KB，默认的虚拟地址宽度是42位。

（4）可以选择48位虚拟地址。

在ARM64架构的Linux内核中，内核虚拟地址和用户虚拟地址的宽度相同。

所有进程共享内核虚拟地址空间，每个进程有独立的用户虚拟地址空间，同一个线程组的用户线程共享用户虚拟地址空间，内核线程没有用户虚拟地址空间。