Linux内核的内存管理是个非常广泛和复杂的话题,要想深入、系统地掌握需要较长时间的学习和实践。我尝试根据你提供的材料,为你梳理一下学习脉络:
- 首先要理解一些基本概念:
- 物理内存与虚拟内存的区别
- 内存寻址、分页机制的工作原理
- TLB、MMU等硬件如何参与内存管理
- Linux内核空间与用户空间的内存划分
- 接下来可以学习Linux内核早期的内存管理:
- memblock内存分配器的实现原理及接口
- Bootmem、Memblock的演化过程
- 系统启动过程中的内存初始化
- EFI内存映射表、e820等概念
- 然后逐步过渡到内核的高端内存管理:
- 掌握内核页表管理的数据结构与逻辑
- slab、slub、slob等内核内存分配器
- 伙伴系统、per-CPU、Node等机制
- vmalloc、kmalloc等内存分配接口
- 其他一些重要的内存管理话题:
- 内核页面回收、交换、OOM处理
- 大页面、反向映射、页面迁移
- 内存屏障、NUMA、内存规整
- 内存热插拔、memory cgroup等
- 最后是一些内存管理调试工具:
- kmemleak、KASAN内存检测
- /proc/meminfo等接口
- pagemap、kpageflags等调试接口
- 内存泄露、越界访问等常见问题分析
在学习过程中,除了理解代码的实现逻辑,更要多思考其中的设计思想、演化历程以及不同技术方案的权衡。推荐的学习资料有:
- Understanding the Linux Kernel
- Linux Kernel Development
- What Every Programmer Should Know About Memory
- Kernel.org的Memory Management文档
总之内存管理是内核的核心,涉及方方面面,需要从整体到局部、从概念到实现来逐步深入学习。