Раздел: Память

Память — один из ключевых ресурсов, которым управляет операционная система. Каждый процесс получает собственное виртуальное адресное пространство: изолированный, непрерывный вид памяти, не зависящий от того, как физические страницы распределены в RAM или частично вытеснены в своп. Этот раздел объясняет, как устроена эта абстракция на уровне железа (MMU, TLB, таблицы страниц), как ядро Linux организует сегменты процесса (.text, .data, .bss, heap, stack), как работает mmap для файлов и анонимных отображений, какими механизмами защищается память (W^X, ASLR, NX-бит) и что происходит внутри malloc при каждом вызове.

Ключевые концепции раздела: страничная адресация и Page Fault, copy-on-write при fork, отображение файлов в память, управление правами доступа через mprotect, архитектура кучи glibc (bins, chunks, coalescing).

Темы

Страница	Что рассматривается
Виртуальная память	Адресное пространство процесса, страничная организация, MMU, TLB, виды Page Fault, COW, системные вызовы mmap/brk/mremap
Устройство памяти и аллокация	Сегменты адресного пространства: .text, .data, .bss, heap, stack; как ELF-секции проецируются в память; расширение heap через brk/sbrk
mmap и маппинг файлов	Системный вызов mmap: анонимная память, файловые отображения, MAP_SHARED vs MAP_PRIVATE, msync, mremap, MAP_FIXED
Защита памяти	mprotect, принцип W^X, NX-бит, ASLR, SIGSEGV и SIGILL, загрузка кода через mmap
Реализация malloc и free	Структура chunk, bins (fastbins, smallbins, largebins, unsorted bin), алгоритмы malloc и free, коалесценция, brk vs mmap в куче glibc
Page cache	Кэш страниц файлов в RAM, address_space, dirty pages и writeback, readahead, fadvise/madvise, O_DIRECT, fsync/fdatasync, drop_caches
NUMA	Non-Uniform Memory Access, local vs remote latency, memory policies, numactl/mbind/move_pages, auto-balancing, NUMA-aware аллокаторы