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Linux内核MMU内存管理与页表机制

共计 30 章节

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计算机内存层次结构

寄存器 · 缓存 · 主存

计算机内存层次结…寄存器

物理内存与虚拟内存概念

物理地址 · 虚拟地址 · 地址空间隔离

物理内存虚拟内存概念

MMU硬件基础

MMU的组成（TLB · 页表遍历器 · 控制寄存器）

MMU硬件基础

分页机制原理

页框（Page Frame） · 页（Page） · 页表（Page Table）

分页机制原理Page

页表项结构详解

PTE的标志位（Present · RW · User

页表项结构详解PTE

多级页表设计

为什么需要多级页表（节省内存） · x86_64的四级页表结构（PML4 · PDPT

多级页表设计为什么需要多级页…

ARM64架构页表

ARMv8-A的页表层级（TTBR0… · L0/L1/L2/L3） · 页大小配置（4KB

ARM64架构页表

TLB原理与管理

TLB的结构（全相联 · 组相联） · TLB缺失处理

Linux内核内存描述符

mm_struct结构体 · vm_area_struct（VMA… · 内存区域的划分（代码段

Linux内核内存描述符

内核页表初始化

启动阶段的临时页表（identity… · setup_arch中的页表建立 · fixmap区域

内核页表初始化identity

进程页表创建

fork时页表的复制（写时复制） · execve时页表的重新建立 · 缺页异常处理流程

进程页表创建fork

缺页异常处理

do_page_fault函数流程 · major/minor page f… · 匿名页与文件页的缺页处理差异

缺页异常处理do

写时复制（COW）技术

COW的原理 · 页表权限控制 · 缺页时复制物理页

COW写时复制

内存映射（mmap）机制

文件映射与匿名映射 · mmap系统调用实现 · 页表建立与VMA关联

mmap内存映射

kmalloc与vmalloc区别

kmalloc基于slab分配器（物… · vmalloc基于虚拟连续（物理不连… · 页表映射差异

高端内存管理

高端内存概念（x86_32） · 永久映射（kmap） · 临时映射（kmap_atomic）

高端内存管理x86

页表遍历与操作API

pgd_offset · pud_offset · pmd_offset

API页表遍历

大页（Huge Pages）机制

透明大页（THP） · 显式大页（hugetlbfs） · 大页的页表结构（PMD级大页）

内存回收与页表关系

kswapd回收流程 · 页表项的清理 · swap换出时页表修改

内存回收页表关系

KSM（内核同页合并）技术

KSM原理 · 页表扫描与合并 · 写时复制恢复

KSM内核同页合并

内存热插拔与页表

内存热添加时的页表扩展 · 内存热移除时的页表回收 · memblock与页表协同

内存热插拔页表

NUMA架构下的内存管理

NUMA节点与内存域 · 页表在NUMA下的亲和性 · zone_list与页表分配策略

NUMA架构下的内存管理

ARM64 Linux内核页表实战

arch/arm64/mm/mmu.… · fixmap_remap_fdt · create_mapping_lat…

x86_64 Linux内核页表实战

arch/x86/mm/init.c… · kernel_physical_ma…

页表调试与跟踪

/proc/pid/pagemap · /proc/pid/maps · /proc/pid/smaps

页表调试跟踪

内核页表隔离（KPTI）

Meltdown漏洞原理 · KPTI的实现（用户态/内核态页表切… · 性能影响

KPTI内核页表隔离

IOMMU原理 · DMA重映射 · SMMU（System MMU）在A…

虚拟化中的MMU

EPT（Intel）与Stage-2… · 两阶段地址转换 · 虚拟机内存性能优化

内存压缩与页表

zswap · zram原理 · 压缩页的存储

内存压缩页表

未来MMU技术趋势

5级页表（LA57） · 大页粒度扩展（1GB页） · 内存标记扩展（MTE）