Linux内存管理 - 云栖梦泽

[linux内存管理] 第000篇 Linux内存管理系列开篇

系列深入剖析Linux内存管理在ARM64架构下的原理与实现，覆盖物理内存初始化流程、核心分配器机制（如buddy、slab、vmalloc、CMA等）、缺页异常处理、页面回收、内存节点解析等关键环节，结合Kernel 5.15源码与丰富补充资料，帮助读者系统理解底层架构与内存管理优化要点

[linux内存管理] 第042篇 Linux内核Page Cache机制深入分析

Page Cache作为Linux内核提升文件访问性能的核心机制，通过将磁盘数据缓存于内存，显著减少磁盘I/O次数。文章深度解析了Page Cache的架构及其关键数据结构，系统梳理address_space在文件和内存页间的桥梁作用。详细讲解address_space及page结构体的核心字段，阐明它们如何精准映射文件数据，实现高效的数据定位与状态管理，同时详细描述了读流程下的文件映射和内存映射的代码流程。

[linux内存管理] 第041篇缺页异常之 do_swap_page：从 swap entry 到完整 swap-in 全流程

深入剖析AArch64架构中Linux缺页异常的处理流程，本文聚焦do_swap_page函数的定位及其在缺页处理中的关键角色。通过梳理PTE的多种状态分支，明确do_swap_page仅在PTE为非present且编码为swap entry或特殊entry时介入，对swap entry的结构、swp_entry_t的编码机制进行深度解析，阐释type与offset的打包方式及其如何映射到实际swap区。文章还系统区分了swap cache与page cache的本质差异：page cache负责文件页面管理，swap cache则专为匿名页与swap slot建立高效缓存。

[linux内存管理] 第040篇文件映射与匿名映射

围绕 Linux 内存管理，文章清晰解释了匿名页和文件页的本质区别。匿名页用于存储临时数据，不与磁盘文件关联，典型如进程的堆、栈及 MAP_ANONYMOUS 映射，生命周期受进程控制，内存紧张时可被换出至 swap。文件页则对应磁盘文件，是文件缓存和 page cache 的载体，源自磁盘数据，即使进程结束页面也可能保留，用于如 mmap 文件映射、文件读写缓冲、可执行代码段和共享库。文章通过 meminfo 和进程 maps 的实际输出，详细对比两类内存页的来源、生命周期、换出机制及典型场景，并以表格形式全面总结两者在内存管理中的关键特性。内容深入浅出，既便于理解，又具有实操价值。

[linux内存管理] 第039篇用户态内存映射malloc和mmap详解

深入解析Linux内存管理中进程用户态地址空间，聚焦VMA（虚拟内存区域）、malloc与mmap三大核心机制，结合ARM64平台和Linux 4.14源码，系统梳理struct mm_struct与struct vm_area_struct两大关键数据结构的设计和功能分工。通过精炼注释和结构关系图，清晰展示VMA在进程空间分布的原理及其与实际内存分配的对应关系，帮助读者直观理解Linux虚拟内存的映射过程。

[linux内存管理] 第038篇深入剖析AArch64架构下的do_page_fault缺页异常处理

深入解析Linux内核在AArch64架构下的缺页中断处理机制，系统梳理从异常级别划分、地址翻译流程到异常向量表入口，详细剖析了缺页异常的同步捕获、寄存器存储细节及异常分发逻辑。通过do_mem_abort和关键fault_info表，揭示了内核高效应对各种内存访问异常的策略，实现按需分页、内存保护与共享等高级功能，高亮了AArch64平台虚拟内存管理的精妙与内核异常处理链路的完整闭环。

[linux内存管理] 第037篇 LRU链表详解

聚焦Linux内存管理的核心机制——内存回收，文章详细解析了内核如何通过LRU（最近最少使用）链表，实现对“冷”页面的精准识别和高效回收，保障系统在物理内存受限下的稳定运行。深入讲解了LRU链表的多层架构、页面在不同链表间的切换逻辑，并系统梳理了五类核心链表的数据结构，为理解和后续拓展如MGLRU机制奠定了扎实基础。

[linux内存管理] 第036篇 CMA内存分配器

面对硬件DMA需求和内存碎片化问题，CMA机制通过“保留但共享”的设计，动态预留物理连续内存并允许系统共享使用，按需自动迁移页面确保设备可获取大块连续空间。CMA通过struct cma等核心数据结构灵活配置，可支持多块物理区域，极大提升连续内存的分配效率。

[linux内存管理] 第035篇 vmalloc详解

内核启动的内存初始化分为Fixmap、线性映射、Buddy分配器和Slab分配器四大阶段，逐步实现高效的物理与虚拟内存管理。vmalloc通过vmap机制，将非连续物理内存映射为连续虚拟地址，极大提升内存分配灵活性。文中详解vmalloc区域管理与关键数据结构，介绍空闲及已分配管理策略，并列举常用分配释放API，并解释代码流程

[linux内存管理] 第034篇 slab内存分配器之kmalloc全面详解

深入解析Linux内核中kmalloc的内存池体系，详解其在高效分配小至中等连续物理内存块中的核心作用。文章重点说明kmalloc通过预先创建多种尺寸的slab内存池，有效应对频繁的通用及专属内存分配需求，并结合源码分析创建流程、类型划分及对应场景，帮助开发者理解内核内存分配机制的高效性与灵活性。

[linux内存管理] 第033篇深度解析 slab 内存池回收内存以及销毁全流程

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[linux内存管理] 第031篇内核启动早期的slab分配器的自举

梳理Linux内核启动早期内存管理的四个阶段，文章深入分析了slab分配器自举的“鸡生蛋”难题：分配器本身依赖尚未初始化的自身结构体。详细解读slab分配器如何通过静态变量及多层自举逻辑，巧妙解决这一循环依赖困境，进而实现对象级缓存的高效分配与初始化，为内核后续稳定运行打下坚实基础。

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