在Linux中，伙伴系统是以页为单位分配内存。但是现实中很多时候却以字节为单位，不然申请10Bytes内存还要给1页的话就太浪费了。slab分配器就是为小内存分配而生的。...slab分配器分配内存以Byte为单位。但是slab分配器并没有脱离伙伴系统，而是基于伙伴系统分配的大内存进一步细分成小内存分配。...走进slub 做个小实验： #include #include #include #include <linux...当我们使用的时候就从slab中获取一个object使用，用完了在归还给slab管理即可。 ?...kmalloc的内存分配就是基于slab分配器，系统在启动的时候会调用create_kmalloc_caches，来创建不同大小的kmem_cache，并将这些kmem_cache存储在kmalloc_caches
Linux内存管理是一个非常复杂的子系统，要完全说清的话估计要一本书的篇幅。但Linux内存管理可以划分成多个部分来阐述，这篇文章主要介绍slab算法。...Linux有个叫伙伴系统的分配算法，这个算法主要解决分配连续个内存页的问题。...为了解决小内存分配问题，Linux使用了slab分配算法。 相关数据结构 slab算法有两个重要的数据结构，一个是kmem_cache_t，另外一个是slab_t。...在系统初始化的时候，slab分配器还没有初始化，所以并不能使用slab分配器来分配一个kmem_cache_t对象，这时候只能通过定义一个kmem_cache_t类型的静态变量来来管理slab分配器了，...所以cache_cache静态变量就是用来管理slab分配器的。
为了应对这种情况，在页框分配器上一层又做了一层SLAB层，SLAB分配器的作用就是从页框分配器中拿出一些页框，专门把这些页框拆分成一小块一小块的小内存，当申请者申请的是小内存时，系统就会从SLAB中获取一小块分配给申请者...可以看出，SLAB分配器和页框分配器并没有什么直接的联系，对于页框分配器来说，SLAB分配器也只是一个从它那里申请页框的申请者而已。...在SLAB分配器中将SLAB分为两大类：专用SLAB和普通SLAB。...kmem_cache结构 虽然叫SLAB分配器，但是在SLAB分配器中，最顶层的数据结构却不是SLAB，而是kmem_cache，我们暂且叫它SLAB缓存吧，每个SLAB缓存都有它自己的名字，就是上图中的...如果看了我linux内存源码分析 - 页框分配器的朋友，或许可以联系起来了。SLAB就是一组连续的页框，它的描述符结合在页描述符中，也就是页描述符描述SLAB的时候，就是SLAB描述符。
在使用slab分配器进行内存分配时，可能会出现以下缺点： 内存碎片化。由于slab分配器需要将内存分成大小相同的块，如果分配不均衡或者对象大小不同，就容易导致内存碎片化。 性能下降。...Slab分配器将内存分成不同的缓存区，每个缓存区都有自己的对象池。因此，当需要分配内存时，需要先找到合适的缓存区，再从对象池中分配。这个过程会耗费时间，并且在高负载情况下可能会成为系统瓶颈。...Slab分配器在管理内存时并没有足够的容错机制，如果分配器发生错误或者缓存区满了，就会导致内存溢出。...slab分配器正式在后续linux 6.5合入主线 相较于slab分配器，slub分配器具有以下优点： 减少内存碎片化。...Slub分配器支持动态调整对象池的大小，可以更加灵活地管理内存。 更好的容错机制。Slub分配器对溢出等错误有更好的容错机制，可提高系统的稳定性。
业余时间写的玩具操作系统，准备把内存管理部分加强一下，伙伴系统分配页面算法已经完成，下面就要开始写更加细粒度的内存分配，毕竟伙伴系统是按照页为基本单位分配的，参考内核版本linux2.6.30，没分析高版本的源码...kmalloc函数就是从slab分配的。整体结构就是如下图，其中一个slab包含1到多个页面，slab管理结构可能在页面上，也可能从其它kmem_cache上动态分配的。 ...每个slab包含页面的阶 /* force GFP flags, e.g....partial list first, better asm code *///部分空slab类型链表 struct list_head slabs_full; //满slab类型链表 struct..., NULL); } //slab早期初始化结束 slab_early_init = 0; while (sizes->cs_size !
slitter 可信且经过验证的 slab 分配器 slitter 是由 Backtrace Labs 团队设计实现并用于 C 后端服务器的 slab 分配器，采用 Rust 编写。...在实际生产的两个月中，该团队使用 slitter 来： 检测错误的分配类别 避免使用任何带内元数据（in-band metadata） 保证类型稳定分配 允许每个分配类指定如何映射它的备份内存 Slitter: a slab...allocator that trusts, but verifies (in Rust, for C): https://engineering.backtrace.io/2021-08-04-slitter-a-slab-allocator-that-trusts-but-verifies
分区页框分配器 页框分配在内核里的机制我们叫做分区页框分配器(zoned page frame allocator)，在linux系统中，分区页框分配器管理着所有物理内存，无论你是内核还是进程，都需要请求分区页框分配器...当你所拥有的页框不再使用时，你必须释放这些页框，让这些页框回到管理区页框分配器当中。...可以看页框分配器的核心函数是__alloc_pages_nodemask，在讲这个函数之前我们先看下两个标志： gfp_mask __GFP_DMA：请求在ZONE_DMA区域中分配页面； __GFP_HIGHMEM
linux内核分析———SLAB原理及实现 Slab原理及实现 1. 整体关系图 ! ?...注：SLAB,SLOB,SLUB都是内核提供的分配器，其前端接口都是一致的，其中SLAB是通用的分配器，SLOB针对微小的嵌入式系统，其算法较为简单（最先适配算法），SLUB是面向配备大量物理内存的大规模并行系统...(struct slab), align); //如果有足够的空间，容纳SLAB头则将其放在SLAB上 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over>= slab_size...) { flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB; left_over -= slab_size; } //如果标志仍然存在，则计算外部的slab头大小 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB...kmalloc_sizes.h struct cache_sizes malloc_sizes[] = { #define CACHE(x) { .cs_size = (x) }, #include <linux
我们都知道Buddy分配器是按照页的单位分配的（Buddy系统分配器实现），如果我们需要分配几十个字节，几百个字节的时候，就需要用到SLAB分配器。...SLAB分配器专门是针对小内存分配而设计的，比如我们驱动中常见的Kmalloc分配器就是通过SLAB分配器分配的内存。 而SLAB分配器在linux系统中三种具体的实现：SLAB，SLUB，SLOB。...目前内核代码中默认的SLAB分配器为SLUB算法。至于为啥不用SLAB大家可以网上看看资料，所以我们重点分析SLUB分配器的实现。...#include #include #include #include static...#include #include #include #include #include
start_kernel |--->mm_init |--->mem_init linux4.14/init/main.c 在 mem_init 函数中会初始化伙伴系统和 slab...为了解决这两个问题，就出现了伙伴系统和 slab 分配器。伙伴系统解决外部碎片问题，slab 分配器解决内部碎片问题。 1、伙伴系统基于页分配，一次分配多页，这样就不会出现夹在中间的小内存。...2、slab 分配器基于字节来分配，特别适用于需要频繁分配几十个字节的结构体，我们经常使用的 kmalloc 就是基于 slab 分配器。...补充： 1、基于 slab 分配器，出现了 slob 和 slub 分配器。...2、有的人可能知道 Linux 有一个 bootmem 分配器，这个是在Linux初始化过程中的一个临时分配器，他会在 setup_arch 函数中初始化，然后在 mm_init 中关掉，只是在伙伴系统出现之前的临时使用
slab机制 slab是Linux操作系统的一种内存分配机制。...而slab分配器是基于对象进行管理的，相同类型的对象归为一类(如进程描述符就是一类)，每当要申请这样一个对象，slab分配器就从一个slab列表中分配一个这样大小的单元出去，而当要释放时，将其重新保存在该列表中...Linux 的slab 可有三种状态： 满的：slab 中的所有对象被标记为使用。 空的：slab 中的所有对象被标记为空闲。 部分：slab 中的对象有的被标记为使用，有的被标记为空闲。...slab 分配器首先从部分空闲的slab 进行分配。如没有，则从空的slab 进行分配。如没有，则从物理连续页上分配新的slab，并把它赋给一个cache ，然后再从新slab 分配空间。...2、slab 缓存分配器通过对类似大小的对象进行缓存而提供这种功能，从而避免了常见的碎片问题。 3、slab 分配器还支持通用对象的初始化，从而避免了为同一目的而对一个对象重复进行初始化。
使用Buddy算法的的应用有很多，其中Linux内核就是一个，此外jemalloc也是使用Buddy技术的一个现代内存分配器。 Linux内核中的伙伴系统块大小为一页，通常是4096字节。...Slab分配器 上面说到，由于效率原因，伙伴系统中分配内存是以页为单位的，即使所分配的object大小为1byte，也需要分配一页，这样就导致了比较大的内存碎片。...因此Linux引入了Slab分配器，加速对object的分配和释放速度，同时也减少碎片空间。 最初接触的时候心里通常有个大大的问号：Slab是什么？...、SLUB，其实都是兼容SLAB接口的具体分配器 image.png 说句题外话，SLOB (Simple List Of Blocks) 可以看做是针对嵌入式设备优化的分配器，通常只需要几MB的内存...其中partial是Linux内核中可插拔式通用双链表结构，使用内核中双链表的接口进行操作。nr_partial表示partial双链表中的元素个数，即slab的个数。
slab分配器设计的需求 在Linux内核的内存子系统中，伙伴系统无疑处于内存管理的核心地带，但是如果将内存管理从逻辑上分层，它的位置则处于最底层。...为了实现这样的小内存分配器，Sun公司的J.Bonwick首先在Solaris 2.4中设计并实现了slab分配器，并对其开源。在Linux中也实现了具有相同的基本设计思想的同名分配器slab。...slab、slob和slub关系 slab、slob和slub都是小内存分配器，slab是slob和slub实现的基础，而slob和slub是针对slab在不同场景下的优化版本。...在slab引入Linux的很多年内，其都是Linux内核管理对象缓冲区的主流算法。并且由于slab的实现非常复杂，很长一段时间内都少有对它的改动。...对于小型嵌入式系统来说，slab分配器的代码量和复杂性都太高；对于大规模并行系统，slab用于自身管理的数据结构就需要占用很多G字节内存。
Slab分配器 从伙伴系统的介绍可以知道其分配的最小单位是 4KB 的页框，这对于一些频繁申请的小到几十字节的内存来说还是十分浪费的，所以我们需要更细粒度的分配器，这就是slab分配器。...slab分配器并不是和伙伴系统分立的，而是建立在伙伴系统之上，可以看作是伙伴系统的二级分销商，更加靠近用户侧，但是slab分配器因为更靠近使用方，因此在结构实现上比伙伴系统更加复杂，本文只能简单概括。...个人感觉slab分配器的亮点包括：最小粒度为对象和内存惰性归还。 Linux 所使用的 slab 分配器的基础是 Jeff Bonwick 为 SunOS 操作系统首次引入的一种算法。...from 《linux slab 分配器剖析》 slab采用对象作为最小单位的理论基础就在于初始化一个结构的时间可能超过了分配和释放的时间。.../ https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-linux-slab-allocator/index.html
为了避免出现这种情况，Linux内核中引入了伙伴系统算法(Buddy system)。...Slab 在Linux中，伙伴系统（buddy system）是以页为单位管理和分配内存。但是现实的需求却以字节为单位，假如我们需要申请20Bytes，总不能分配一页吧！那岂不是严重浪费内存。...slab分配器就应运而生了，专为小内存分配而生。slab分配器分配内存以Byte为单位。但是slab分配器并没有脱离伙伴系统，而是基于伙伴系统分配的大内存进一步细分成小内存分配。...存在3种slab： slabs_full(完全分配的slab) slabs_partial(部分分配的slab) slabs_empty(空slab,或者没有对象被分配)。...slab是slab分配器的最小单位，在实现上一个slab有一个货多个连续的物理页组成（通常只有一页）。
linux本来有伙伴系统分配内存页，为了加快单个内存页的分配linux在每个node里为每个cpu分配了一个per_cpu_pageset（暂且叫他页缓存吧）。
slabtop 实时显示内核slab内存缓存信息 补充说明 slabtop命令以实时的方式显示内核"slab"缓冲区的细节信息。...s: sort by object size u: sort by cache utilization 知识扩展 内核的模块在分配资源的时候，为了提高效率和资源的利用率，都是透过slab来分配的。...通过slab的信息，再配合源码能粗粗了解系统的运行情况，比如说什么资源有没有不正常的多，或者什么资源有没有泄漏。linux系统透过/proc/slabinfo来向用户暴露slab的使用情况。...Linux所使用的slab分配器的基础是Jeff Bonwick为SunOS操作系统首次引入的一种算法。Jeff的分配器是围绕对象缓存进行的。...Linux slab分配器使用了这种思想和其他一些思想来构建一个在空间和时间上都具有高效性的内存分配器。 保存着监视系统中所有活动的slab缓存的信息的文件为/proc/slabinfo。
本文主要介绍Buddy System、Slab Allocator的实现机制以及现实中的一些漏洞利用方法，从攻击者角度加深对Linux内核内存管理机制的理解。...使用Buddy算法的的应用有很多，其中Linux内核就是一个，此外jemalloc也是使用Buddy技术的一个现代内存分配器。...因此Linux引入了Slab分配器，加速对object的分配和释放速度，同时也减少碎片空间。 最初接触的时候心里通常有个大大的问号：Slab是什么？...，其实都是兼容SLAB接口的具体分配器。.../201803/4a471520078976.png 调试 slab分配器是如此复杂，因此Linux内核中提供了很多调试措施，开启特定的调试编译选项后可以在object前后加上red zone检测越界，
我们这里都将其放在linux内存这个语境中解释。 什么是buffer 在 Linux 的内存管理中，这里的buffer 指 Linux 内存的：Buffer cache，中文可以解释为：缓冲区缓存。...echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches：表示清除回收 slab 分配器中的对象（包括目录项缓存和 inode 缓存）。...slab 分配器是内核中管理内存的一种机制，其中很多缓存数据实现都是用的 page cache。...echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches：表示清除 page cache 和 slab 分配器中的缓存对象。...（只有内核在2.6.16以上的才支持） 内核版本查看方法如下： Slab分配器内存： "Slab"表示内核Slab所占用的内存大小，slab有的可回收有的不可回收，其中可回收的通过"SReclaimable
领取专属 10元无门槛券
手把手带您无忧上云
云服务器
即时通信 IM
ICP备案
对象存储
实时音视频
