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Linux内核内存管理机制原理与实战详解

共计 30 章节

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内存管理概述

物理内存与虚拟内存概念 · MMU硬件基础 · 内存管理子系统架构图

内存管理概述物理内存

虚拟地址空间布局

用户空间与内核空间划分 · x86_64与ARM64布局对比 · 地址转换原理

虚拟地址空间布局用户空间

分页机制详解

页表结构（四级页表） · TLB原理 · 大页（HugePage）与透明大页

分页机制详解页表结构

伙伴系统（Buddy System）

算法原理 · 内存碎片化问题 · alloc_pages接口实现

slab/slub/slob三种分配… · 对象缓存原理 · kmalloc与kmem_cache

percpu内存分配

per-CPU变量原理 · 动态percpu分配 · percpu区域管理

percpu内存分配

内存映射（mmap）

文件映射与匿名映射 · 缺页异常处理流程 · VMA结构体详解

mmap内存映射

缺页中断处理

do_page_fault流程 · major/minor fault区… · 写时复制（COW）技术

缺页断处理

内存回收机制（kswapd）

LRU链表管理 · 页面换出算法 · swap分区与zswap

kswapd内存回收机制

页面回收与脏页回写

pdflush/flusher线程 · 回写阈值控制 · cgroup内存限制

页面回收脏页回写

内存压缩（zram/zswap）

压缩算法（LZO/LZ4） · zram块设备原理 · zswap缓存机制

zram/zswap内存压缩

KSM（内核同页合并）

原理与配置 · 扫描合并流程 · 性能影响分析

KSM内核同页合并

内存热插拔与NUMA

NUMA节点与内存域 · 内存热添加/移除 · memblock分配器

NUMA内存热插拔

CMA（连续内存分配器）

原理与用途 · dma_alloc_coherent… · 预留内存配置

CMA连续内存分配器

设备地址翻译 · DMA重映射 · VFIO与直通设备内存管理

内存屏障与一致性

DMA一致性 · cache一致性协议（MESI） · dma_alloc_coherent

内存屏障一致性

OOM Killer机制

OOM评分算法 · 选择策略 · oom_adj与oom_score_…

cgroup内存控制器

memory.limit_in_by… · memory.stat解析 · oom控制组

cgroup内存控制器

内存调试与性能分析

slabtop · vmstat · /proc/meminfo

内存调试性能分析

内存泄漏检测

kmemleak原理 · KASAN（内核地址消毒剂） · Kmemcheck

内存泄漏检测kmemleak

用户态内存分配器

glibc malloc（ptmal… · jemalloc · tcmalloc对比

用户态内存分配器glibc

mmap与brk系统调用

堆管理 · mmap大块分配 · brk/sbrk实现

共享内存（IPC）

System V共享内存 · POSIX共享内存 · mmap共享映射

IPC共享内存

内存文件系统

tmpfs与ramfs原理 · page cache与swap · shmem内核实现

内存文件系统tmpfs

大页内存（HugeTLB）

hugetlbfs配置 · 2MB/1GB大页 · libhugetlbfs使用

HugeTLB大页内存

透明大页（THP）

自动合并与拆分 · khugepaged内核线程 · 性能调优参数

THP透明大页

内存规整（Compaction）

碎片整理算法 · migrate_pages · defrag策略

Compaction内存规整

内存错误处理（EDAC）

ECC内存 · MCE（机器检查异常） · 软错误与硬错误

EDAC内存错误处理

容器与虚拟化内存

KVM内存虚拟化（EPT/NPT） · cgroup与memcg · overcommit

容器虚拟化内存

内存泄漏排查 · OOM问题定位 · 内存性能优化

实战案例内存泄漏排查