Linux hypervisor
hypervisor 可以被认为等于 virtual hardware。他们的出现，可以有效减少硬件服务器数量。
常见的 hypervisor 分成两类：
- 直接运行在硬件上的，基于内核的虚拟机。 OS as hypervisor。典型例子是 KVM。KVM 是被集成到 Linux 内核之中的完整虚拟化解决方案。
- 运行于另一个操作系统之上。典型的例子是 QEMU 和 WINE。
hypervisor的实现，总是要映射一些磁盘设备和网络设备的。
All articles on this blog are licensed under CC BY-NC-SA 4.0 unless otherwise stated.
Related Articles
2026-05-24
Swap：换出去的页怎样回来
上一篇把页回收的整体机制讲清楚了：水位线决定何时回收、kswapd 与 direct reclaim 决定谁来回收。但回收路径里对匿名页有一个前提条件——必须有地方可以把数据写出去。这个"地方"就是 swap。 理解 swap 的关键判断： swap 是匿名页在内存压力下的 backing store；它不是系统失败的标志，而是把物理内存压力转成更慢的外部存储访问。 问题从哪里来 文件页天然有 backing store：磁盘上的原始文件。干净文件页可以直接丢弃，下次访问时从文件重新读入。脏文件页先写回再丢弃。无论哪种情况，数据都有归处。 匿名页没有这种归处。一块 malloc 出来的内存、一个栈帧、一段 mmap(MAP_ANONYMOUS) 区域——它们的内容只存在于物理内存中，没有对应文件。如果要回收这些页面，必须先把内容保存到某个外部存储，等将来再需要时读回来。 没有 swap 时，匿名页完全不可回收。内存压力一旦超过文件页能释放的量，系统直接到 OOM。这就是为什么纯粹"关掉 swap"在内存紧张的工作负载下会导致进程被杀—...
2020-04-08
Unix 常用命令
Unix 常用命令全景指南 本文系统梳理 Unix/Linux 环境下的高频命令，从命令行语法基础到生产环境实战，覆盖文件操作、文本处理、系统监控、开发工具四大场景。 目录 命令行基础 文件与目录操作 文本处理三剑客 系统与资源监控 开发环境工具链 磁盘扩容实战 命令行基础 命令行参数的三元素 Unix 命令行由三种基本元素组成：选项、位置参数和子命令。 基本结构 1command [options] [positional_arguments] 选项（Options） 以 - 或 -- 开头的参数，用于修改命令行为： 类型 格式 示例 短选项 - + 单个字母 -a, -v, -h 长选项 -- + 单词 --help, --verbose 带参数的选项 -n value 或 --name=value -n namespace, --port=8080 短选项支持合并书写：ls -la 等价于 ls -l -a。 位置参数（Positional Arguments） 不带连字符的参数，其含义由出现的位置决定： 123cp source_file...
2026-05-23
重读 Linux VM：给系统研究生的虚拟内存导读
Linux VM 容易读散。它表面上在讲 mmap、页表、缺页异常、匿名页、page cache、folio、LRU、swap、NUMA、huge page、slab、cgroup memory 和 OOM killer，读起来像一串彼此相邻但没有主线的内核机制；主线可以压成一句话： Linux VM 是一套把虚拟地址、物理页、文件、进程、CPU MMU 和 I/O 统一到同一个状态转移系统里的内核机制。 这句话一旦立住，虚拟内存就不再只是“地址翻译”或“把内存变大”。地址空间描述进程能够访问什么；页表描述 CPU 当前怎样翻译地址；物理页描述内核手里真实可调度的资源；page cache 把文件内容放进同一套页管理体系；缺页异常负责把尚未兑现的映射变成真实页面；页回收和 swap 则在内存压力下重新分配这些页面。 本系列以 Linux 6.x（主要参照 6.1–6.8）为基准。涉及版本敏感的机制时（如 maple tree 6.1 引入、per-VMA lock 6.4 稳定、Multi-Gen LRU 6.1 合入、folio 迁移 5.16–6.0 持续进行），各篇会标...
2026-05-24
回到工程：Linux VM 如何改变性能诊断
前面 16 篇从地址空间到 OOM，逐层拆解了 Linux 虚拟内存子系统的结构和机制。这些知识的价值不只在于读源码——更在于它提供了一种分层诊断习惯：遇到内存相关的性能问题时，先定位层次，再找对象，再看状态转移，最后用指标验证。 核心问题可以压成一句话： Linux VM 的价值不只在源码知识，而在一种分层诊断习惯：先定位层次，再找对象，再看状态转移，最后用指标验证。 系列概念地图 整个系列覆盖的层次和对象： 1234567891011121314151617181920212223用户空间视角 内核视角───────────── ──────────malloc / mmap VMA (vm_area_struct) ↓ 虚拟地址 ↓page fault 页表 (PGD→P4D→PUD→PMD→PTE) ↓ 物理页分配 ↓RSS 增长 ...
2026-05-23
反向映射：从物理页找回虚拟地址
上一篇把 folio 作为缓存与回收的管理单位。一旦讨论“回收”，立刻冒出一个问题：内核拿到一个准备回收的 folio，怎么知道哪些进程的页表还指着它？正向页表只能从虚拟地址走到物理页，反过来走不通。反向映射就是为这件事存在的。 核心问题可以压成一句话： 正向页表回答“这个地址翻译到哪一页”，反向映射回答“这一页被哪些地址空间映射”。 问题从哪里来 页表只解决一个方向：拿到一个虚拟地址，按 PGD→P4D→PUD→PMD→PTE 走下去，最终得到 PFN。这是 MMU 在用户态访问路径上需要的。 但内核在很多场景需要反方向：拿到一个物理页（或 folio），找到所有当前映射它的虚拟页和对应 PTE。典型场景包括： 回收一个 folio。释放前必须撤销所有指向它的 PTE，否则用户态访问会拿到已释放的物理页。 迁移一个 folio。把内容搬到新物理页之后，所有原指针都要改写到新 PFN。 COW 写入触发时。即使是 do_wp_page 的判断，也要确认有没有其他映射方共享同一物理页。 在大页拆分、NUMA balancing、kernel same-page mergin...
2026-05-23
页回收：kswapd 和 direct reclaim
上一篇讲了内核如何用 LRU 近似和 workingset 检测来判断"谁冷谁热"。判断完之后，实际把页面释放出来的工作由回收子系统完成。回收不是一个单点事件，而是围绕水位线、后台线程和分配路径形成的一套压力响应机制。 核心问题可以压成一句话： 回收是围绕水位线的分级压力响应，不是耗尽后的单点动作。 问题从哪里来 内存分配在 Linux 里几乎无处不在：用户态 malloc 背后的匿名页、page cache 的文件页、内核自己的 slab 对象。每次分配都从 buddy allocator 拿物理页。物理页是有限的。 如果等到完全分配不出页面再回收，分配方会被阻塞很长时间——回收可能涉及写脏页、等待 I/O、遍历反向映射。这种"等到没有了才动"的策略延迟不可控。 Linux 的做法是提前开始。内核设定一组水位线（watermark），在不同压力级别触发不同强度的回收。大部分情况下由后台线程 kswapd 在压力升起时提前回收；只有来不及时才在分配路径上直接回收（direct reclaim）。 水位线模型 每个 zone 有三条基本...
