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Linux内核内存管理核心技术剖析

共计 30 章节

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学习目标 · 核心概念 · 整体框架

课程导入学习目标

内存硬件基础

物理内存 · 虚拟内存 · MMU

内存硬件基础物理内存

地址空间与内存模型

用户空间与内核空间划分 · 直接映射 · 高端内存

地址空间内存模型

页表与地址转换

四级页表 · 页表项结构 · 地址转换流程

页表地址转换

伙伴系统（Buddy System）

页分配器原理 · order概念 · 页块管理

slab · slub · slob三种实现对比

percpu内存管理

per-CPU变量 · percpu分配器 · percpu区域布局

percpu内存管理

vmalloc区域 · vmap机制 · ioremap

内存分配API

kmalloc · kzalloc · kcalloc

API内存分配

内存释放与引用计数

kfree · vfree · put_page

内存释放引用计数

内存管理区（Zone）

ZONE_DMA · ZONE_NORMAL · ZONE_HIGHMEM

Zone内存管理区

内存回收机制

LRU链表 · shrink_slab · kswapd

内存回收机制LRU

页面换出与交换（Swap）

swap子系统 · swap分区/文件 · swap cache

Swap页面换出

内存压缩与碎片整理

内存碎片类型 · compaction机制 · migrate_pages

内存压缩碎片整理

OOM判定 · oom_score · 选择策略

内存控制组（Memory Cgroup）

cgroup v1/v2内存控制 · 内存限额 · 内存压力通知

内存热插拔与NUMA

NUMA架构 · 内存节点 · 内存热插拔

NUMA内存热插拔

内存映射与mmap

mmap系统调用 · 文件映射 · 匿名映射

mmap内存映射

页错误处理

缺页异常 · 按需分页 · 写时复制（COW）

页错误处理缺页异常

内存屏障与一致性

内存屏障类型 · 缓存一致性 · 原子操作

内存屏障一致性

内存调试与性能分析

slabinfo · buddyinfo · vmstat

内存调试性能分析

内存泄漏检测

kmemleak · slab leak检测 · 用户态工具（valgrind）与内核…

内存泄漏检测kmemleak

内存压力测试与调优

stress-ng · memhog · sysctl参数（vm.swappi…

内存压力测试调优

内核内存管理初始化

start_kernel · setup_arch · memblock

内核内存管理初始…start

内存管理关键数据结构

struct page · pglist_data · zone

内存管理关键数据…struct

内存管理锁与并发

zone lock · page lock · slab锁

内存管理锁并发

内存管理子系统架构

从用户态malloc到内核页分配器的… · 系统调用与内核交互

内存管理子系统架…malloc

分析一个内存泄漏问题 · 使用工具定位并修复 · 总结排查思路

实战案例分析一个内存泄漏…

优化一个高内存压力场景下的性能 · 调整回收参数与分配策略 · 验证效果

实战案例优化一个高内存压…

设计一个内存管理模块或改进现有机制 · 结合最新内核特性（如folio）进行…

综合提升设计一个内存管理…