linux内核分析———SLAB原理及实现 Slab原理及实现 1. 整体关系图 ! ?...unsigned int slab_size;//单个slab头的大小,包括SLAB和对象描述符 unsigned int dflags; /*描述高速缓存动态属性,目前没用*/ /*构造函数...(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
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。 ?...将创建的kmem_cache添加到全局链表slab_caches中,构成slab缓存池。 object对象的分配。
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 !
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。...return cachep; 84. } kmem_cache_create()函数比较长,所以上面代码去掉了一些不那么重要的地方,使代码更清晰的体现其原理。...2) 如果slab_partial列表中没有可用的slab,那么就从slab_free列表中查找可用的slab,如果有可用slab,就从slab分配一个对象,并且把此slab放置到slab_partial
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)。...CMA的全称是contiguous memory allocator, 其工作原理是:预留一段的内存给驱动使用,但当驱动不用的时候,CMA区域可以分配给用户进程用作匿名内存或者页缓存。...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。...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)。
在SLAB分配器中将SLAB分为两大类:专用SLAB和普通SLAB。...专用SLAB用于特定的场合(比如TCP有自己专用的SLAB,当TCP模块需要小内存时,会从自己的SLAB中分配),而普通SLAB就是用于常规分配的时候。...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。...所有CPU共享的空闲对象链表 原理和本地CPU空闲对象链表一样,唯一的区别就是所有CPU都可以从这个链表中获取对象,一个常规的对象申请流程是这样的:系统首先会从本地CPU空闲对象链表中尝试获取一个对象用于分配
#include #include #include #include #...include #define CUTBAG_DIR "CU_T-bagwell" #define MAX_STRING_TEST 20 static struct...(CUTBAG_DIR, sizeof(struct test), 0, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT...T_bagwell_slab_test){ printk(KERN_WARNING "kmem_cache_create faild\n"); ...return -1; } test_for_cu = kmem_cache_alloc(T_bagwell_slab_test, GFP_KERNEL);
kmem_cache是slab的核心结构体,主要描述slab的各种信息和链接空闲slab,还保存高速缓存的指针数组。所以要想使用slab分配得先创建kmem_cache结构体。...&& left_over >= slab_size) { flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB; left_over -= slab_size; } //如果slab管理结构不在本...cache上,则slab管理结构的大小不需要对齐,只需要计算真实的slab管理结构大小 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) { /* really off slab....nr_objs = slab_size / buffer_size; //一个slab上对象的个数 if (nr_objs > SLAB_LIMIT) nr_objs = SLAB_LIMIT...--; if (nr_objs > SLAB_LIMIT) nr_objs = SLAB_LIMIT; //slab管理结构的最终大小 mgmt_size = slab_mgmt_size
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)。...Buddy(伙伴的定义): 这里给出伙伴的概念,满足以下三个条件的称为伙伴: 1)两个块大小相同; 2)两个块地址连续; 3)两个块必须是同一个大块中分离出来的; Buddy算法的分配原理: 假如系统需要...Buddy算法的释放原理: 内存的释放是分配的逆过程,也可以看作是伙伴的合并过程。...slab机制 slab是Linux操作系统的一种内存分配机制。...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。
那么现在已经可以解释slab为啥要进行着色了: 比如cpu正在对0x10000008地址进行读写操作,突然有一个地址指针指向了0x10008008,并且需要读取0x10008008内存处的地址,cpu检测到冲突
Linux内核的slab来自一种很简单的思想,即事先准备好一些会频繁分配,释放的数据结构。...另外又由于本文主要描述内核优化方面的内容,并不是基本原理介绍,因此想了解slab细节以及代码实现的请自行百度或者看源码。...这个设计思想同样作用于slab,就是Linux内核的slub实现。 现在可以给出概念和解释了。 Linux kernel slab cache:一个分为3层的对象cache模型。...伙伴系统 前面我们简短的体会了Linux内核的slab设计,不宜过长,太长了不易理解.但是最后,如果Level 3也没有获取page(s),那么最终会落到终极的伙伴系统。...从伙伴系统的分配原理可知,如果持续大量分配单一页面,会有大量的order大于0的页面分裂成单一页面,在单核心CPU上,这不是问题,但是在多核心CPU上,由于每一个CPU都会进行此类分配,而伙伴系统的分裂
Linux mmap原理 前言 Linux段页式内存管理 mmap mmap内存映射原理 文字概述 mmap函数参数介绍 源码解析 1. 文件映射 2....,但是并没有深入理解mmap在操作系统内部是如何实现的,原理是什么。...本文想要和大家一起来聊聊mmap的原理,本文整体脉络如下: linux段页式内存管理回顾 mmap原理 ---- Linux段页式内存管理 这里的段页式内存管理主要基于linux 0.11进行讲解...(作者本人并非主攻linux,所以只是对linux 0.11略有研究) 无论是现代操作系统还是最早的linux 0.11操作系统,在对于物理内存的管理,都是将物理内存按页划分,如下图所示:...下面我们通过一幅图来对 mmap 的原理进行阐述: 从上图可以看出,mmap 的原理就是将虚拟内存空间映射到文件的页缓存,我们可以知道:对文件进行读写时需要经过页缓存进行中转的。
本文详细描述下涉及的结构体,从结构体的描述中就可以大概理解slub的工作原理了。...对齐使用 name: slab缓冲区的名字 list: 系统中所有slab的链表 node: slab节点 struct kmem_cache_cpu { void **freelist;...将slab信息添加到sys节点下,这样/sys/kernel/slab下都会有每一个注册好的slab 再解析分析之前,我们先看几个小函数 static inline unsigned int order_objects...if (rem <= slab_size / fract_leftover) 这句话的意思是:如果一个slab中有剩余的空间超过slab大小的1/16则认为是浪费空间,则继续查找。...创建完毕之后,就多出来一个名为slub_test的slab,此slab的object个数是512的,size是8。order等于0。此时只是建立好个slab缓冲区,里面还是没有object的。
比如slab,对于内核人员,我们都知道slab是buddy之上的一层。 ?...因为buddy作为Linux内核最底层的内存管理器,它分配1页,2页,4页,2n页,但是作为内核的堆用户本身,经常只是调用kmalloc()申请一个小内存,或者调用kmem_cache_alloc()申请一个数据结构...比如同样的slab算法,也被著名的用户态软件Memcached需要着。 Memcached是一种分布式内存对象缓存系统,用于动态Web等应用以减轻数据库的负载。...Memcached的原理也类似内核态page cache的原理: ?...Memcached也同样采用slab分配算法来组织数据的存放,里面可以组织不同大小的chunks: ? 正如Linux内核的每一种不同slab里面的object的大小不一样。
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。...SLUB的原理是: SLUB的内存是从Buddy拿来的,是按照页的单位从Buddy拿过来。...#include #include #include #include static...#include #include #include #include #include...原理就是上图的样子:slab从buddy拿到一个order为0的内存,也就是一页,然后把这一页称为名为slub_test的slab,然后把这一页分成很多小的object的。
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。...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。...《linux内核内存管理slub算法(一)原理》 Slub的工作原理和日常生产生活的产销环节很类似,所以为了清晰直观的看到其工作原理,我把这个过程画了一幅图来表示,如下图: 每个零售商(kmem_cache...《linux内核内存管理slub算法(一)原理》 总的来说,Slub就相当于零售商,它从伙伴系统“批发”内存,然后再零售出去。
系统调用 是 Linux 内核提供的一段代码(函数),其实现了一些特定的功能,用户可以通过 int 0x80 中断(x86 CPU)或者 syscall 指令(x64 CPU)来调用 系统调用。...二、进入系统调用 本文主要介绍的是 x86 CPU 进入系统调用的方式 Linux 提供了 int 0x80 中断来让用户程序进入 系统调用,我们来看看 Linux 对 int 0x80 中断的处理初始化过程...原理如下图(图片来源 https://developer.ibm.com/zh/technologies/linux/tutorials/l-system-calls/ ): ?...Linux 使用寄存器来传递参数,参数与寄存器的关系如下: 第1个参数放置在 ebx 寄存器。 第2个参数放置在 ecx 寄存器。 第3个参数放置在 edx 寄存器。...而 Linux 进入中断处理程序时,会把这些寄存器的值保存到内核栈中,这样 系统调用 就能通过内核栈来获取到参数。
文章目录 1.epoll 的用法 2.epoll 的创建 3.epoll 对象结构 4.向 epoll 添加文件描述符 5.阻塞和唤醒进程 6.小结 参考文献 epoll 是 Linux 平台下的一种特有的...本文主要讲解 epoll 的实现原理。 1.epoll 的用法 先复习下 epoll 的用法。...epoll_create() 函数创建一个 epoll 的文件描述符,epoll_create() 函数原型如下: int epoll_create(int size); 参数 size 是由于历史原因遗留下来的,自 Linux...---- 参考文献 epoll_create(2) - Linux manual page - man7.org linux内核Epoll 实现原理 Linux source code (v6.0)
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