内核中四级页表与五级页表

源远流长jerry 2025-01-05 15:40:58

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陈老师讲linux内核5

阐述了linux内核内存的分配方式和接口函数，希望对想学习内核的同学有所帮助。

目录第一章 Linux底层分段分页机制 5 1.1 基于x86的Linux分段机制 5 1.2 基于x86的Linux分页机制 7 1.2.1 页全局目录和页表 8 1.2.2 线性地址到物理地址 10 1.2.3 线性地址字段处理 13 1.2.4 页表处理 15 1.3 扩展分页与联想存储器 20 1.4 Linux内存布局 21 1.5 内核空间和用户空间 23 1.5.1 初始化临时内核页表 24 1.5.2 永久内核页表的初始化 32 1.5.3 第一次进入用户空间 41 1.5.4 内核映射机制实例 44 1.6 固定映射的线性地址 48 1.7 高端内存内核映射 50 1.8.1 永久内存映射 50 1.8.2 临时内核映射 55 第二章内核级内存管理系统 58 2.1 Linux页面管理 58 2.1.1 NUMA架构 61 2.1.2 内存管理区 62 2.2 伙伴系统算法 65 2.2.1 数据结构 66 2.2.2 块分配 67 2.2.3 块释放 69 2.3 Linux页面级内存管理 72 2.3.1 分配一组页面 73 2.3.2 释放一组页面 80 2.4 每CPU页面高速缓存 81 2.4.1 数据结构 81 2.4.2 通过每CPU 页高速缓存分配页面 82 2.4.3 释放页面到每CPU 页面高速缓存 83 2.5 slab分配器 85 2.5.1 数据结构 86 2.5.2 分配/释放slab页面 92 2.5.3 增加slab数据结构 93 2.5.4 高速缓存内存布局 94 2.5.5 slab着色 95 2.5.6 分配slab对象 96 2.5.7 释放Slab对象 100 2.5.8 通用对象 102 2.5.9 内存池 103 2.6 非连续内存区 104 2.6.1 高端内存区回顾 105 2.6.2 非连续内存区的描述符 106 2.6.3 分配非连续内存区 109 2.6.4 释放非连续内存区 113 第三章进程的地址空间 117 3.1 用户态内存分配 117 3.1.1 mm_struct数据结构 118 3.1.2 内核线程的内存描述符 122 3.2 线性区的数据结构 123 3.2.1 线性区数据结构 123 3.2.2 红-黑树算法 126 3.2.3 线性区访问权限 128 3.3 线性区的底层处理 130 3.3.1 查找给定地址的最邻近区 131 3.3.2 查找一个与给定的地址区间相重叠的线性区 135 3.3.3 查找一个空闲的地址区间 135 3.3.4 向内存描述符链表中插入一个线性区 137 3.4 分配线性地址区间 141 3.5 释放线性地址区间 151 3.5.1 do_munmap()函数 151 3.5.2 split_vma()函数 153 3.5.3 unmap_region()函数 155 3.6 创建和删除进程的地址空间 156 3.6.1 创建进程的地址空间 156 3.6.2 删除进程的地址空间 175 3.6.3 内核线程1号的地址空间 176 3.7 堆的管理 178 第四章磁盘文件内存映射 182 4.1 内存映射的数据结构 182 4.2 内存映射的创建 184 4.3 内存映射的请求调页 194 4.4 刷新内存映射的脏页 203 4.5 非线性内存映射 210 第五章页面的回收 215 5.1 页框回收概念 215 5.1.1 选择目标页 216 5.1.2 PFRA设计 217 5.2 反向映射技术 218 5.2.1 匿名页的反向映射 220 5.2.2 优先搜索树 226 5.2.3 映射页的反向映射 231 5.3 PFRA实现 235 5.3.1 最近最少使用（LRU）链表 236 5.3.2 内存紧缺回收 242 5.3.3 回收磁盘高速缓存的页 267 5.3.4 周期回收 273 5.3.5 内存不足删除程序 283 第六章交换机制 289 6.1 交换区数据结构 289 6.1.1 创建交换区 290 6.1.2 交换区描述符 291 6.1.3 换出页标识符 293 6.2 激活和禁用交换区 295 6.2.1 sys_swapon()系统调用 296 6.2.2 sys_swapoff()系统调用 304 6.2.3 try_to_unuse()函数 308 6.3 分配和释放页槽 313 6.3.1 scan_swap_map()函数 313 6.3.2 get_swap_page()函数 316 6.3.3 swap_free()函数 318 6.4 页面的换入换出 320 6.4.1 交换高速缓存 320 6.4.2 换出页 323 6.4.3 换入页 329 第七章缺页异常处理程序 335 7.1 总体流程 335 7.2 vma以外的错误地址 341 7.3 vma内的错误地址 346 7.3.1 handle_mm_fault()函数 348 7.3.2 请求调页 352 7.3.3 写时复制 358 7.4 处理非连续内存区访问 364

1. task_struct 中的 mm_struct mm 数据成员指向进程拥有的内存描述符，它是在哪里定义的呢 2. 仔细阅读 vm_area_struct

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