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Linux内核MMU x86分页模式与4级页表实战

共计 30 章节
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01
MMU概述
MMU的作用 · 虚拟地址与物理地址 · 内存管理单元的基本原理
MMU的作用
02
x86分页模式历史
从386到x86-64 · 分页模式的演进与兼容性
x86分页模式历史
03
保护模式与分页
CR0寄存器 · PE位 · PG位
保护模式分页
04
4级页表结构总览
PML4 · PDPT · PD
4级页表结构总览PML4
05
CR3寄存器
页表基址寄存器 · 如何指向PML4表 · 进程切换时的CR3更新
CR3寄存器
06
线性地址分解
48位线性地址的9-9-9-9-12… · 每级页表索引与页内偏移
线性地址分解48位线性地址的…
07
PML4表
PML4E结构 · Present · R/W
PML4PML4E
08
PDPT表
PDPTE结构 · 1GB大页支持 · PSE标志位与PS位的作用
PDPTPDPTE
09
PD表
PDE结构 · 2MB大页支持 · PS位决定页大小
PDPDE
10
PT表
PTE结构 · 4KB标准页 · 物理页帧号（PFN）与页属性
PTPTE
11
页表遍历实战
手动模拟线性地址到物理地址的4级页表…
页表遍历实战手动模拟线性地址…
12
TLB原理
Translation Lookas… · TLB条目结构 · TLB命中与缺失
TLB原理
13
TLB刷新
INVLPG指令 · CR3切换 · PCID与进程上下文标识
TLB刷新
14
大页（Huge Pages）
2MB与1GB大页的优势 · TLB覆盖范围提升
HugePages
15
透明大页（THP）
Linux内核的透明大页机制 · khugepaged内核线程
THP透明大页
16
页表缓存
PML4/PDPT/PD/PT的缓存… · PCD与PWT位对缓存的影响
页表缓存PML4/PDPT/PD…
17
NX位与执行保护
No-Execute位 · SMEP/SMAP安全特性
NX执行保护
18
写时复制（COW）
缺页异常处理 · fork()后的页表共享与复制
COW写时复制
19
缺页异常处理
do_page_fault() · major/minor fault · 匿名页与文件页
缺页异常处理do
20
kmalloc与页表
slab分配器如何映射内核虚拟地址 · 线性映射区
kmalloc页表
21
vmalloc与页表
非连续内存分配 · vmalloc区页表的动态建立
vmalloc页表
22
ioremap与页表
设备I/O内存映射 · Cache属性设置（UC/WC/WT…
ioremap页表
23
用户态页表
进程地址空间布局 · mm_struct与页表的关系
用户态页表进程地址空间布局
24
内核态页表
内核全局页表（init_mm） · 内核映射与fixmap
内核态页表init
25
KASLR与页表
内核地址空间布局随机化 · 页表项的动态调整
KASLR页表
26
5级页表扩展
LA57模式 · 57位线性地址 · PML5表引入
5级页表扩展LA57
27
EFI与页表
UEFI固件启动阶段页表设置 · ExitBootServices后的…
EFI页表
28
KVM与嵌套页表
EPT（Extended Page… · 虚拟机二级地址转换
KVM嵌套页表
29
页表调试工具
/proc/pagemap · /proc/kpageflags · crash工具分析页表
页表调试工具proc/pagemap
30
实战
编写内核模块遍历当前进程页表 · 打印虚拟地址到物理地址映射
编写内核模块遍历…打印虚拟地址到物…