深入理解Linux虚拟内存管理9787810777308[爱尔兰]北京航空航天大 epub 下载 pdf 网盘 2025 mobi 在线 免费

VM的行为影响着Linux内核的每个子系统，并动态地改变整体性能。但直至目前，理解VM的惟一途径便是：逐行学习文档极少的源代码。而现在有了更简单快捷的可选方案。本书史无前例地详细描述了VM，不仅包括理论基础，而且还包括逐行的代码注释。它同样系统地涵盖了从物理内存描述到内存溢出管理的每个方面：

1.Linux VM 2.4 体系结构的层次，附图表和调用图

2.物理内存描述、页表、地址空间和内存分配

3.高端内存、交换、共享内存和更多的内容

4.专家级地指导如何分析开源项目

5.每个章节中有Linux 2.6内核的新特性

《深入理解Linux虚拟内存管理》将成为每个内核程序员和研究人员不可或缺的案头宝典。

第1章 简介

1.1 开始启程 2

1.2 管理源码 4

1.3 浏览代码 9

1.4 阅读代码 11

1.5 提交补丁 12

第2章 描述物理内存

2.1 节点 14

2.2 管理区 16

2.3 管理区初始化 21

2.4 初始化mem_map 21

2.5 页面 22

2.6 页面映射到管理区 26

2.7 高端内存 26

2.8 2.6中有哪些新特性 27

第3章 页表管理

3.1 描述页目录 30

3.2 描述页表项 33

3.3 页表项的使用 34

3.4 页表项的转换和设置 36

3.5 页表的分配和释放 36

3.6 内核页表 37

3.7 地址和struct page之间的映射 39

3.8 转换后援缓冲区(TLB) 40

3.9 一级CPU高速缓存管理 41

3.10 2.6中有哪些新特性 44

第4章 进程地址空间

4.1 线性地址空间 50

4.2 地址空间的管理 52

4.3 进程地址空间描述符 53

4.4 内存区域 57

4.5 异常处理 72

4.6 缺页中断 74

4.7 复制到用户空间/从用户空间复制 81

4.8 2.6中有哪些新特性 82

第5章 引导内存分配器

5.1 表示引导内存映射 88

5.2 初始化引导内存分配器 89

5.3 初始化bootmem_data 89

5.4 分配内存 90

5.5 释放内存 91

5.6 销毁引导内存分配器 91

5.7 2.6中有哪些新特性 93

第6章 物理页面分析

6.1 管理空闲块 94

6.2 分配页面 96

6.3 释放页面 98

6.4 获得空闲页面（GFP）标志位 99

6.5 进程标志位 101

6.6 防止碎片 102

6.7 2.6中有哪些新特性 102

第7章 非连续内存分配

7.1 描述虚拟内存区 105

7.2 分配非连续区域 106

7.3 释放非连续内存 108

7.4 2.6中有哪些新特性 109

第8章 Slab分配器

8.1 高速缓存 113

8.2 Slabs 124

8.3 对象 131

8.4 指定大小的高速缓存 133

8.5 per?CPU 对象高速缓存 135

8.6 初始化slab分配器 137

8.7 伙伴分配器接口 138

8.8 2.6中有哪些新特性 138

第9章 高端内存管理

9.1 管理PKMap地址空间 140

9.2 映射高端内存页面 141

9.3 解除页面映射 143

9.4 原子性的映射高端内存页面 143

9.5 弹性缓冲区 144

9.6 紧急池 146

9.7 2.6中有哪些新特性 147

第10章 页面帧回收

10.1 页面替换策略 150

10.2 页面高速缓存 151

10.3 LRU链表 156

10.4 收缩所有的高速缓存 159

10.5 换出进程页面 161

10.6 页面换出守护程序(kswapd) 162

10.7 2.6中有哪些新特性 162

第11章 交换管理

11.1 描述交换区 166

11.2 映射页表项到交换项 169

11.3 分配一个交换槽 170

11.4 交换区高速缓存 171

11.5 从后援存储器读取页面 174

11.6 向后援存储器写页面 174

11.7 读/写交换区域的块 175

11.8 激活一个交换区 177

11.9 禁止一个交换区 178

11.10 2.6中有哪些新特性 179

第12章 共享内存虚拟文件系统

12.1 初始化虚拟文件系统 181

12.2 使用shmem函数 182

12.3 在tmpfs中创建文件 184

12.4 虚拟文件中的缺页中断 186

12.5 tmps中的文件操作 188

12.6 tmpfs中的索引节点操作 188

12.7 建立共享区 189

12.8 System V IPC 189

12.9 2.6中有哪些新特性 192

第13章 内存溢出管理

13.1 检查可用内存 193

13.2 确定OOM状态 194

13.3 选择进程 194

13.4 杀死选定的进程 195

13.5 是这样吗? 195

13.6 2.6中有哪些新特性 195

第14章 结束语

附录A 介绍

附录B 描述物理内存

B.1 初始化管理区 201

B.2 页面操作 214

附录C 页表管理

C.1 初始化页表 219

C.2 遍历页表 227

附录D 进程地址空间

D.1 进程内存描述符 232

D.2 创建内存区域 239

D.3 查找内存区域 285

D.4 对内存区域上锁和解锁 291

D.5 缺页中断 304

D.6 页面相关的磁盘I/O 330

附录E 启动内存分配

E.1 初始化引导内存分配器 370

E.2 分配内存 372

E.3 释放内存 381

E.4 释放引导内存分配器 383

附录F 物理页面分配

F.1 分配页面 391

F.2 分配辅助函数 402

F.3 释放页面 404

F.4 释放辅助函数 409

附录G 不连续内存分配

G.1 分配一块非连续的区域 411

G.2

Mel Gorman曾获得爱尔兰利马瑞克大学的计算机学士和硕士学位。他的研究领域广泛：从网页开发到摄影机的实时显示系统。Mel Gorman认为，即使是最难以攻克的项目也并没有想象中那么艰难。他曾经还担任过系统管理员，主要管理Linux, 也涉及到Solaris和Windows。现今Mel Gorman是都柏林IBM公司的Java程序开发员。

Mel Gorman的大部分技能都来自于他自己在利马瑞克大学的生活经历，与大学里计算机社区的广泛接触，以及实地工作经验这三者的完美结合。是计算机社区使他接触到了Linux，并相信Linux用途广泛，而绝不仅仅只是一个便利的邮箱地址。这个社区还使他对开放源码软件产生了兴趣，尤其是在Linux内核方面。他永远感激利马瑞克大学为他提供的这个平台，使他认识了许多有识之士，并有两年时间来研究VM。

闲暇时Mel Gorman喜欢和女友凯伦呆在一起，或者弹弹吉他（尽管并不擅长），读读手边的书籍，与朋友和家人（他们避免谈及有关VM的话题）一同消磨时光。又或是制订一些可能并无价值的计划（有时仅仅在想象中完成它们）。只要安迪说服他乘坐游艇是个不错的娱乐项目，他也会去尝试。Mel Gorman还在犹豫着是继续创作关于Linux的文章，还是向从前一样在Linux环境下编写程序，因为后者才是他最初的意愿。

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There is a requirement for Linux to have a fast method of mapping virtual addresses to physical addresses and for mapping struct pages to their physical address. Linux achieves this by knowing where, in both virtual and physical memory, the global mem_map array is because the global array has pointers to all struct pages representing physical memory in the system.

Hence Linux employs simple tricks to try and maximize

cache use:

• Frequently accessed structure fields are at the start of the structure to increase

the chance that only one line is needed to address the common fields.

• Unrelated items in a structure should try to be at least cache-size bytes in

part to avoid false sharing between CPUs.

• Objects in the general caches, such as the mm struct cache, are aligned to the

L1 CPU cache to avoid false sharing.

书籍介绍

VM的行为影响着Linux内核的每个子系统，并动态地改变整体性能。但直至目前，理解VM的惟一途径便是：逐行学习文档极少的源代码。而现在有了更简单快捷的可选方案。本书史无前例地详细描述了VM，不仅包括理论基础，而且还包括逐行的代码注释。它同样系统地涵盖了从物理内存描述到内存溢出管理的每个方面：

1.Linux VM 2.4 体系结构的层次，附图表和调用图

2.物理内存描述、页表、地址空间和内存分配

3.高端内存、交换、共享内存和更多的内容

4.专家级地指导如何分析开源项目

5.每个章节中有Linux 2.6内核的新特性

《深入理解Linux虚拟内存管理》将成为每个内核程序员和研究人员不可或缺的案头宝典。