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Linux内核裁剪：内存管理精简与调试工具链应用

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的作用 · 内核空间与用户空间划分

内存管理概述物理内存

四级页表结构（PGD/PUD/PMD… · TLB缓存与刷新策略

页表机制PGD/PUD/PMD

伙伴系统（Buddy System）

页分配器原理 · order与free_area结构 · 内存碎片化问题

slab/slub/slob三种分配… · 对象缓存与着色（coloring）

vmalloc与ioremap

非连续内存分配 · vmalloc区域布局 · ioremap映射物理地址

内存回收机制

kswapd内核线程 · LRU链表 · 页面换出与swap机制

内存回收机制kswapd

页面错误处理

缺页异常流程 · 匿名页与文件页处理 · 写时复制（COW）

页面错误处理缺页异常流程

内存控制组（Memory Cgroup）

资源限制 · oom_control · memory.stat解读

CMA（Contiguous Memory Allocator）

预留连续内存 · 动态分配与释放 · DMA场景

内存热插拔

物理内存热添加/移除 · 内存块管理 · notifier机制

内存热插拔物理内存热添加

KASLR与内存布局

内核地址空间随机化 · __pa/__va转换 · fixmap区域

KASLR内存布局

内存压缩技术

zswap/zram/zcache原… · 压缩算法选择 · swap性能优化

内存压缩技术zswap/zram/z…

大页内存（HugeTLB）

透明大页（THP） · 显式大页配置 · 大页与性能

HugeTLB大页内存

内存映射文件（mmap）

文件映射 · 匿名映射 · MAP_SHARED与MAP_PRI…

mmap内存映射文件

NUMA架构支持

节点（node）与域（zone） · 内存分配策略 · numa balancing

NUMA架构支持

内存错误检测

KASAN（Kernel Addre… · UBSAN · 内存越界检测

内存错误检测KASAN

内存泄漏检测

kmemleak原理 · 扫描算法 · 报告解读与修复

内存泄漏检测kmemleak

ftrace与tracepoint · 内存事件追踪 · 动态插桩

调试工具ftrace

Perf性能分析

perf mem · perf record/c2c · 内存延迟与带宽分析

Perf性能分析

eBPF内存观测

bcc工具集 · memleak/oomkill/ss… · bpftrace脚本

eBPF内存观测

内核配置裁剪

内存管理相关Kconfig选项 · 关闭不必要功能 · 减小内核体积

内核配置裁剪Kconfig

内存初始化流程

start_kernel到mm_in… · memblock分配器 · paging_init

内存初始化流程start

内存屏障与原子操作

DMA一致性 · cache coherency · dma_alloc_coherent

内存屏障原子操作

内存池技术

mempool机制 · 预分配与紧急储备 · scatterlist

内存池技术mempool

设备地址翻译 · iova管理 · vfio与直通

内存压力测试

stress-ng/vm-scala… · 内存延迟注入 · 故障模拟

内存压力测试stress-ng/vm…

内核内存调试选项

DEBUG_PAGEALLOC · DEBUG_OBJECTS · SLUB_DEBUG

内核内存调试选项DEBUG

用户态内存调试

valgrind · AddressSanitizer · gdb内存断点

用户态内存调试valgrind

内存优化实战

嵌入式系统内存精简 · 动态内存调整 · swap优化案例

内存优化实战嵌入式系统内存精…

构建最小内存管理内核 · 集成调试工具链 · 性能基准测试

综合项目构建最小内存管理…