OS: 进程的虚拟内存空间，内核进程为什么不直接使用物理内存？

概述

        今天，看了一篇Linux虚拟内存管理的文章，打算写一篇文章来理一下几个概念。

Linux虚拟内存管理：https://xiaolincoding.com/os/3_memory/linux_mem.html

• 内核进程和普通进程的结构及区别
• 内核进程的task_struct的mm_struct为什么是null
• 内核进程为什么不直接使用物理内存

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一、内核进程和普通进程的结构及区别（32位Linux操作系统）

首先来看一下

具体的每一个区域的内容这里不做讲解，可以去看我看的文章。

简单介绍几个概念：

1. task_struct:

        task_struct叫进程描述符，每个进程是一个task_struct实例，不要与PCB搞混，PCB是抽象，task_struct是具体实现。（类比Java，PCB是接口，task_struct是实现类，进程是实例对象）

2. mm_struct：

        mm_struct是task_struct中专门描述进程虚拟内存空间的内存描述符。

用户进程：由用户启动的应用程序（如浏览器、终端、编辑器等），是最常见的进程类型。

特点：

• 拥有自己独立的 mm_struct（虚拟内存描述符），管理专属的用户态虚拟内存空间（代码段、数据段、堆、栈等）。
• 大部分时间运行在用户态，执行用户编写的代码（如应用逻辑）。
• 需要访问系统资源（如读写文件、分配内存）时，通过系统调用切换到内核态，由内核代劳。
• 依赖用户态代码和数据，若用户空间被销毁（如进程退出），进程随之终止。

内核进程：由内核直接创建和管理的「系统级进程」，没有对应的用户态程序。

特点：

• task_struct 中的 mm_struct 字段为 NULL（没有用户态虚拟内存空间），仅使用内核空间的虚拟内存。
• 全程运行在内核态，执行内核代码（如内存回收、磁盘缓存刷新、处理硬件中断等系统任务）。
• 不依赖任何用户态资源，由内核直接调度，即使所有普通进程退出，内核线程仍会运行（维持系统基本功能）。

二、内核进程的mm_struct为什么是null

三、内核空间为什么不直接使用物理内存，也要使用虚拟内存