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Linux内核深入解析：内存分配slab机制与性能优化实战

共计 30 章节
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01
内存管理全景
Linux内核内存管理架构总览 · 物理内存与虚拟内存 · 伙伴系统与slab分配器的关系
内存管理全景Linux
02
slab分配器起源
SunOS的slab设计思想 · Linux引入slab的原因 · 解决内存碎片化与对象缓存问题
slab分配器起源
03
核心数据结构
kmem_cache · slab · object三者关系
核心数据结构kmem
04
slab着色技术
硬件缓存行对齐原理 · slab着色（slab colori…
slab着色技术
05
对象分配流程
从kmem_cache_alloc到… · 快速路径与慢速路径判断
对象分配流程kmem
06
对象释放流程
kmem_cache_free内部机… · 对象回收到partial链表或emp…
对象释放流程kmem
07
per-CPU缓存
array_cache结构设计 · 无锁访问本地CPU缓存 · 减少自旋锁竞争
per-CPU缓存
08
slab回收与内存紧缩
内存压力下的slab回收策略 · /proc/sys/vm/drop_…
slab回收
09
slab与伙伴系统接口
slab从伙伴系统获取页面的时机 · gfp_mask标志对slab分配的…
slab伙伴系统接口
10
slab分配器配置参数
/proc/slabinfo字段解析 · cache size · objs_per_slab
slab分配器配置参数
11
slab调试功能
CONFIG_SLAB_DEBUG · 红色区域（Red Zoning） · 毒药值（Poisoning）检测越界…
slab调试功能
12
slab性能分析工具
slabtop · perf · ftrace在slab性能分析中的实…
slab性能分析工具
13
slab与SLUB对比
SLUB设计哲学 · 去除了多slab链表 · 简化了代码路径
slabSLUB
14
SLUB核心数据结构
kmem_cache · kmem_cache_node · freelist指针
SLUB核心数据结构
15
SLUB分配路径
从本地空闲列表到远程节点分配 · bulk allocator批量分配…
SLUB分配路径
16
SLUB释放路径
freelist原子操作 · full slab的冻结与解冻 · 避免全局锁
SLUB释放路径
17
SLUB与NUMA亲和性
node-local分配策略 · CPU-to-node映射 · 跨节点访问代价
SLUBNUMA
18
SLUB调试与统计
CONFIG_SLUB_DEBUG_… · /sys/kernel/slab/下… · alloc/fail计数
SLUB调试
19
SLOB分配器
嵌入式场景下的SLOB设计 · First-fit算法 · 极小内存开销
SLOB分配器
20
slab内存泄漏检测
kmemleak原理 · 扫描slab对象引用 · 定位未释放内存
slab内存泄漏检测
21
slab与文件系统缓存
dentry_cache · inode_cache等关键slab…
slab文件系统缓存
22
网络协议栈slab优化
skbuff_head_cache · tcp_sock等网络对象slab调… · 减少分配延迟
slab网络协议栈
23
slab与容器场景
cgroup内存限制对slab分配的… · slab可回收性在容器中的重要性
slab容器场景
24
slab碎片整理
slab defragmentati… · 内核4.x之后的compaction…
slab碎片整理
25
slab分配器锁优化
从全局spinlock到per-no… · 再到percpu lock的演进历程
slab分配器锁优化
26
实时内核与slab
PREEMPT_RT补丁下slab分…
slab实时内核
27
slab性能基准测试
使用hackbench · will-it-scale · perf bench对slab/SL…
slab性能基准测试
28
slab内核参数调优实战
通过slab_max_size · slab_min_batch等sys…
slab内核参数调优实战
29
slab与内存压缩
zswap/zram与slab的交互 · 压缩页面如何影响slab回收
slab内存压缩
30
slab未来演进
folio与slab整合 · BPF可观测性在slab中的应用 · 下一代内存分配器展望
slab未来演进