Question

为什么linux操作系统内核在虚拟地址空间的3GB处

Answer 1

1： 并不是所有平台都在3G
2：i386没有PAE，并且编译时没有特别指定的时候才在3G
3：在这种情况下，由于地址总线最大只能访问4G的空间，并且为了在切换入内核空间时不需要重新加载内核的页表，使用了一个技巧：让内核与用户空间影射到同一内存段。根据实际需要，给内核保留了1G的内存空间，并且为了让应用程序看起来是从0地址开始的，那么内核的1G内存段就占用了3G~4G的空间。这就回答了你的问题。
4：其实这种方法不是唯一的，比如，可以让内核少占用一些空间，那么就不是3G了。或者，让内核与应用程序不映射到同一个内存空间，那么用户程序可以使用几乎全部的4G空间（有些patch可以做到，但这样的话内核<->用户态切换时代价很大。说几乎4G的原因是：调用syscall时还是需要一段内存传递参数的）。