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ARM64 Linux缺页异常定位与处理延迟优化

共计 30 章节
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01
缺页中断概述
缺页中断的定义 · 在虚拟内存管理中的作用 · 与MMU的关系
缺页断概述
02
ARM64异常模型
异常等级（EL0-EL3） · 同步异常与异步异常 · 异常向量表
ARM64异常模型
03
缺页中断入口
异常向量表配置 · el0_sync/el1_sync入… · 保存现场与栈切换
缺页断入口
04
异常类型判断
ESR_EL1寄存器解析 · 异常类（EC）与指令长度（IL）字段 · 判断是否为缺页异常
异常类型判断ESR
05
缺页异常分类
数据异常（DFSC）与指令异常（IF… · Permission fault · Translation fault
缺页异常分类DFSC
06
do_mem_abort函数
从汇编入口到C函数的桥梁 · 参数传递（地址 · ESR
domem
07
用户态缺页路径
do_user_addr_fault… · 判断地址合法性 · 查找VMA
用户态缺页路径do
08
内核态缺页路径
do_kernel_addr_fau… · 内核空间缺页的特殊性 · fixmap与vmalloc区域
内核态缺页路径do
09
VMA查找与验证
find_vma函数 · 红黑树查找算法 · VMA权限与地址范围校验
VMA查找
10
缺页原因分类
major fault与minor… · 匿名页缺页 · 文件映射缺页
缺页原因分类major
11
匿名页缺页处理
do_anonymous_page函… · 分配物理页 · 清零
匿名页缺页处理do
12
文件映射缺页处理
do_fault函数 · filemap_fault · 预读机制
文件映射缺页处理do
13
写时复制缺页
do_wp_page函数 · 判断页表写权限 · 复制物理页
写时复制缺页do
14
交换缺页处理
do_swap_page函数 · swap entry解析 · 从交换分区读回数据
交换缺页处理do
15
设备映射缺页
vmf_insert_pfn函数 · IO内存映射 · pgprot_noncached设置
设备映射缺页vmf
16
页表操作核心
set_pte_at · flush_tlb_page · DSB/ISB指令
页表操作核心set
17
ARM64页表层级
4级页表（PGD/PUD/PMD/P… · 页表描述符格式 · LPAE特性
ARM64页表层级
18
TLB管理与维护
TLB结构 · ASID机制 · TLB失效指令（TLBI）
TLB管理
19
内存描述符mm_struct
mmap · pgd · rss_stat
mmstruct
20
VMA操作
vma_merge · vma_split · mmap_lock读写锁
VMA操作
21
物理内存分配
alloc_page_vma · GFP标志 · 内存回收触发
物理内存分配alloc
22
内存回收与缺页
kswapd唤醒 · LRU链表 · shrink_page_list
内存回收缺页
23
大页缺页处理
透明大页（THP） · hugetlbfs · pmd/pud级别的缺页
大页缺页处理THP
24
KSM与缺页
KSM合并原理 · 缺页时检查KSM页 · write-protect机制
KSM缺页
25
用户态缺页信号
SIGSEGV · SIGBUS · core dump
用户态缺页信号SIGSEGV
26
调试与跟踪
ftrace跟踪缺页事件 · perf page-fault事件 · kprobe动态插桩
调试跟踪
27
性能优化
prefault技术 · madvise(MADV_WILLN… · page cache预读
性能优化prefault
28
SMP与缺页并发
mmap_lock竞争 · per-CPU页表 · 原子操作与内存屏障
SMP缺页并发
29
ARM64特有优化
硬件页表遍历（HW PTE） · 连续块（Contiguous bit… · 16K/64K页支持
ARM64特有优化
30
缺页中断全流程总结
从异常触发到返回用户态 · 关键数据结构关系图 · 性能瓶颈分析
缺页断全流程总结