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驱动内存映射与mmap性能调优及故障排查

共计 30 章节
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01
内存映射基础
物理内存与虚拟内存概念 · MMU工作原理 · 页表与页框
内存映射基础物理内存
02
Linux内存管理架构
内存节点(NODE) · 内存区域(ZONE) · 伙伴系统(Buddy System)…
Linux内存管理架构
03
mmap系统调用原理
mmap()函数原型 · 映射类型(文件映射/匿名映射) · 映射标志(MAP_SHARED/MA…
mmap系统调用原理
04
驱动中的mmap实现
struct file_operat… · remap_pfn_range()函…
mmap驱动
05
VMA(虚拟内存区域)深入
vm_area_struct结构体 · VMA操作函数 · VMA合并与分裂
VMA虚拟内存区域
06
页表操作与PTE
页表层级结构 · PTE(页表项)格式 · set_pte()与ptep_set…
PTE页表操作
07
DMA与一致性内存映射
DMA缓冲区分配 · dma_alloc_coherent… · dma_map_single()与流…
DMA一致性内存映射
08
IO内存访问
ioremap()与iounmap(… · readl/writel函数 · 内存屏障
IO内存访问
09
用户态mmap实战
用户程序调用mmap映射驱动缓冲区 · munmap解除映射 · 页错误处理
mmap用户态
10
驱动mmap示例代码
完整字符设备驱动实现mmap · 分配物理连续内存 · remap_pfn_range
mmap驱动
11
mmap性能优势分析
零拷贝原理 · 上下文切换开销对比 · read/write vs mmap…
mmap性能优势分析
12
大页(HugePage)映射
透明大页(THP) · 显式大页 · hugetlbfs文件系统
HugePage大页
13
mmap与缓存一致性
CPU缓存架构 · 缓存行 · cache coherency协议(…
mmap缓存一致性
14
多进程共享内存
mmap MAP_SHARED实现进… · 同步机制(futex/信号量) · 性能对比
多进程共享内存mmap
15
mmap与文件IO对比
文件系统页缓存 · 预读机制 · mmap vs read/write…
mmapIO
16
内存映射性能调优参数
vm.max_map_count · vm.overcommit_memo… · vm.swappiness
内存映射性能调优…vm.max
17
驱动mmap性能瓶颈分析
TLB缺失 · 缺页中断 · 内存碎片
mmap驱动
18
使用perf进行mmap性能分析
perf stat · perf record/report · 采样热点函数
perfmmap
19
使用ftrace跟踪mmap流程
mmap tracepoint · function_graph跟踪 · 分析内核mmap路径
ftracemmap
20
使用eBPF监控mmap
bcc工具集 · trace mmap系统调用 · 统计映射大小与频率
eBPFmmap
21
常见故障1
mmap失败(ENOMEM/EINV…
常见故障1mmap
22
常见故障2
页错误风暴导致性能骤降 · 缺页异常处理优化 · 预分配页面
常见故障2页错误风暴导致性…
23
常见故障3
内存泄漏与VMA泄漏 · /proc/pid/maps分析 · slab内存泄漏检测
常见故障3VMA
24
常见故障4
驱动mmap后进程崩溃(coredu… · SIGSEGV · 非法地址访问排查
常见故障4mmap
25
常见故障5
多线程并发mmap/unmap导致竞… · 锁机制与RCU保护
常见故障5mmap/unmap
26
调试工具1
strace跟踪mmap系统调用 · gdb调试用户态mmap程序
调试工具1strace
27
调试工具2
crash工具分析内核mmap相关数… · vmstat/sar内存监控
调试工具2crash
28
调试工具3
/proc/meminfo · /proc/vmallocinfo · /proc/slabinfo解读
调试工具3proc/meminfo
29
高级话题
io_uring与mmap结合 · 零拷贝网络传输 · SPDK用户态驱动中的mmap
高级话题io
30
综合实战
设计一个高性能共享内存驱动 · 实现mmap接口 · 性能调优全流程
综合实战设计一个高性能共…