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Linux内核内存管理：slab分配器设计与优化

共计 30 章节

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内存管理概述

物理内存与虚拟内存 · 伙伴系统(Buddy System)… · 引入slab分配器的动机

内存管理概述物理内存

slab分配器核心概念

对象缓存(Object Cache) · slab · 着色(Color)与硬件缓存对齐

slab分配器核心概念

slab分配器数据结构

kmem_cache结构体 · slab结构体 · 对象描述符与空闲链表

slab分配器数据结构

slab分配器初始化

slab系统初始化流程 · kmem_cache_init()与…

slab分配器初始化

kmem_cache_create(… · 构造函数与析构函数 · 对齐与标志位

创建缓存kmem

kmem_cache_destroy… · 缓存回收与内存泄漏检测

销毁缓存kmem

kmem_cache_alloc()… · 从本地高速缓存(slabp)分配 · 从共享队列分配

对象分配kmem

kmem_cache_free()函… · 对象回收到slab · slab回收到伙伴系统

对象释放kmem

slab着色机制

着色原理 · 着色偏移计算 · 着色对TLB和Cache性能的影响

slab着色机制

slab分配器与硬件缓存

L1/L2/L3缓存行对齐 · 缓存行伪共享(False Shari…

slab分配器与NUMA架构

NUMA节点感知 · 本地节点分配策略 · 远程节点fallback

slab分配器与SMP

每CPU缓存(Per-CPU Cac… · 批量分配与释放 · 锁竞争优化

slab分配器与内存碎片

内部碎片与外部碎片 · slab分配器如何减少碎片

slab分配器与内存回收

内存压力下的slab回收 · shrink接口与回调函数

slab分配器与调试

内存越界检测(Red Zoning) · Poisoning · 内存泄漏追踪

slab分配器与性能分析

slabtop工具 · /proc/slabinfo文件解析 · 性能调优参数

slab分配器与SLUB分配器对比

设计哲学差异 · 数据结构差异 · 性能与可扩展性对比

slab分配器与SLOB分配器对比

嵌入式场景下的SLOB · 内存占用与分配速度权衡

slab分配器与kmalloc

kmalloc实现原理 · kmalloc缓存大小与对齐 · kmalloc与slab的关系

slab分配器与vmalloc

vmalloc与slab的区别 · 大内存分配场景选择

slab分配器与DMA

DMA内存分配要求 · dma_alloc_coherent…

slab分配器与文件系统

inode/dentry缓存 · buffer_head缓存 · 文件系统性能优化

slab分配器与网络子系统

sk_buff缓存 · 网络协议栈内存分配优化

slab分配器与块设备

bio缓存 · 请求队列缓存 · I/O性能优化

slab分配器与进程管理

task_struct缓存 · mm_struct缓存 · 进程创建与销毁性能

slab分配器与内存压缩

内存压缩(Compaction)对s… · slab迁移

slab分配器与KASAN

KASAN(Kernel Addre… · 内存错误检测

slab分配器与BPF

BPF程序内存分配 · BPF与slab的交互 · 性能监控

slab分配器与容器

容器内存隔离 · cgroup内存控制与slab回收

slab分配器未来演进

新硬件(NVM/PMEM)支持 · 更细粒度的内存管理 · AI驱动的内存分配策略

slab分配器未来演进