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Linux slab分配器

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。...走进slub 做个小实验： #include linux/module.h> #include linux/init.h> #include linux/slab.h> #include linux...数据结构 struct kmem_cache：用于管理slab缓存，包括该缓存中对象的信息描述，per-CPU/Node管理slab页面等； ?...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。...此时和上面讲的slab缓存池就联系起来了。

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linux内存管理slab算法之slab初始化

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。 ...data, touched during every alloc/free */ /*表示本cpu的缓存数组，如果是单核NR_CPUS就是1*/ struct array_cache *array...Without this, further allocations will * bug. */ //创建对象为32字节的缓存 sizes[INDEX_AC].cs_cachep =..., NULL); } //slab早期初始化结束 slab_early_init = 0; while (sizes->cs_size !

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Linux内存管理 - slab分配器

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。...着色区的作用是为了错开不同的slab，让CPU更有效的缓存slab。当然这属于优化部分，对slab分配算法没有多大的影响。就是说就算不对slab进行着色操作，slab分配算法还是可以工作起来的。...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

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linux内核分析———SLAB原理及实现

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...slab_early_init) flags |= CFLGS_OFF_SLAB;//设置将SLAB放在外部 size = ALIGN(size, align);//按对齐大小对齐 //计算缓存长度...=reciprocal_value(size); //如果在SLAB头在外部，则找一个合适的缓存指向slabp_cache，从通用缓存中 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {...CACHE(x) { .cs_size = (x) }, #include linux/kmalloc_sizes.h> CACHE(ULONG_MAX) #undef CACHE }; Kmalloc_sizes.h

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Linux内核内存管理算法Buddy和Slab

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。...为了进一步解释，这里举个例子来说明，用struct kmem_cache结构描述的一段内存就称作一个slab缓存池。...一个slab缓存池就像是一箱牛奶，一箱牛奶中有很多瓶牛奶，每瓶牛奶就是一个object。分配内存的时候，就相当于从牛奶箱中拿一瓶。总有拿完的一天。当箱子空的时候，你就需要去超市再买一箱回来。...可以通过下面命令查看slab缓存的信息： ?

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Linux内核内存管理算法Buddy和Slab

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linux内存源码分析 - SLAB分配器概述

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...我们先看看kmem_cache结构： /* slab分配器中的SLAB高速缓存 */ struct kmem_cache { /* 指向包含空闲对象的本地高速缓存，每个CPU有一个该结构，当有对象释放时...，在NUMA架构中每个node对应数组中的一个元素，因为每个SLAB高速缓存都有可能在不同结点维护有自己的SLAB用于这个结点的分配。...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。...关于SLAB着色　　看名字很难理解，其实又很好理解，我们知道内存需要处理时要先放入CPU硬件高速缓存中，而CPU硬件高速缓存与内存的映射方式有多种。

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伙伴系统和slab机制

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。...与传统的内存管理模式相比， slab 缓存分配器提供了很多优点。 1、内核通常依赖于对小对象的分配，它们会在系统生命周期内进行无数次分配。...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。...4、slab 分配器还可以支持硬件缓存对齐和着色，这允许不同缓存中的对象占用相同的缓存行，从而提高缓存的利用率并获得更好的性能。

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linux内存管理slab算法之kmem_cache结构创建

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....)); } //构造函数指针，分配完回调 cachep->ctor = ctor; //kmem_cache的名字 cachep->name = name; //设置cache的array缓存...nr_objs = slab_size / buffer_size; //一个slab上对象的个数 if (nr_objs > SLAB_LIMIT) nr_objs = SLAB_LIMIT

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slab的简单使用

#include linux/module.h> #include linux/init.h> #include linux/kernel.h> #include linux/slab.h> #...include linux/fs.h> #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);

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Linux缓存机制bufferscached

缓存机制：Linux引入了buffers和 cached机制，buffers与cached都是内存操作，用来保存系统曾经打开过的文件以及文件元数据，这样当操作系统需要读取某些文件时，首先在buffers...根据Linux虚拟内存管理机制，这种行为是正常的。要理解为什么缓存会变得如此之高，以及为什么这不是一个问题，就必须了解I/O在Linux上是如何工作的。...将内存中数据强制先刷新到磁盘中： sync; sleep 3; sync 清理缓存： echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches 表示清除pagecache和slab分配器中的缓存对象...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pagecache。如果buffers/cached过高，如何排查哪些进程引起的？

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slab的一张图

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记一次内存占用问题的调查过程

Slab简介和进一步调查 Slab Allocation是Linux 2.2之后引入的一个内存管理机制，专门用于缓存内核的数据对象，可以理解为一个内核专用的对象池，可以提高系统性能并减少内存碎片。...: 66232 kB SReclaimable(Linux 2.6.19+)都是clean的缓存，随时可以释放。...回到之前的内存问题，我查了下那台服务器上Slab占用的内存： $ cat /proc/meminfo | grep Slab Slab: 12777668 kB 12G的Slab缓存，有意思的是...free把Slab缓存统计到了used memory中，这就是之前那个问题的症结所在了。...因为问题不在Slab，而在于我们那个会引起Slab缓存飙涨的进程(我这里应该是 rsync)。实际操作的时候发现，清除缓存一段时间后，Slab缓存很快又会“反弹”回去。

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slab为什么要进行着色处理

cpu会到一级缓存读取所需要的数据，而一级缓存则会去内存里面读取数据，读取的方式是通过缓存行(cache line)的形式来进行读取。...当一级缓存内的数据需要置换时，则会将缓存内的数据置换到二级缓存内，然后依次类推到内存中。假设我们的缓存行为64字节，512行(一共32K)。...高速缓存读物理内存的位置不是任意的，而是固定的。那么就根据高速缓存的大小进行映射，这里是32K一组大小进行映射： ?...再假设: 我们读取数据的内存物理地址是0x1000000, 则第0缓存行就会固定的读取0x10000000x1000040这64个字节大小(即缓存行大小),并且第0缓存行并不能读取0x10000400x1000080...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

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浅谈Linux内核中页缓存和块缓存

中块缓存关联，每个块缓存和磁盘的盘块进行关联。...块缓存中缓存的单个块大小是以磁盘扇区大小，默认是512个字节。无论应用程序读取多少个字节，在最终访问磁盘的时候，都必须以扇区大小(512个字节)读取；对应的块缓存中缓存块大小页是扇区的大小。...Page Cache(页缓存) Linux页高速缓存任何基于页的数据，所缓存的Page包括普通文件内容、块设备文件、内存映射文件的读写。页缓存中一个页帧的文件数据锁对应的磁盘块不必是连续的。...针对块设备文件的页缓存则是磁盘盘块在物理磁盘上是连续的。页缓存中采用了struct address_space数据结构来管理。它特指一个文件内容所形成的的页缓存空间。...) 块缓存和页缓存是相对独立的两种缓存机制，通常也可以结合在一起共同描述页缓存中保存文件的数据，向上以页为单位于页缓存交互，向下以块缓存为单位和通用设备层进行交互。

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分享Linux内存占用几个案例

: 87980 kB SUnreclaim: 66232 kB SReclaimable(Linux 2.6.19+) 都是 clean 的缓存，随时可以释放。.../meminfo|grep Slab|awk '{mem += $2} END {print mem/1024/1024}'` GB 12G 12G的Slab缓存，有意思的是free把Slab缓存统计到了...另外，手动清除Slab缓存是一个治标不治本的办法。因为问题不在Slab，实际操作的时候发现，清除缓存一段时间后，Slab缓存很快又会反弹回去。...slab缓存的各种组合。...2 系统释放所有未使用的slab缓存内存。 3 系统释放所有的页面缓存和slab缓存内存。

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聊聊linux的文件缓存

序本文主要研究一下linux的文件缓存文件缓存linux使用page cache来缓存最近读取的文件，也有目录结构(dcache: Directory Entry Cache)缓存及inode缓存，它们都使用了.../drop_caches# 将drop_caches值设置为2，释放目录项和节点缓存echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches# 将drop_caches值设置为3，释放页缓存、...memlock unlimited查看ulimit -Ha | grep lockedmax locked memory (kbytes, -l) 2033684小结linux...使用page cache来缓存最近读取的文件，也有目录结构(dcacheDirectory Entry Cache)缓存及inode缓存，它们都使用了LRU算法来管理这些page及dentries cache...Configure File System Caching in LinuxDropping Page Cache in LinuxRestrict Size of the Buffer Cache in Linux

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图解 | Linux内存性能优化核心思想

hi，大家好，今天分享一篇内存性能优化的文章，文章用了大量精美的图深入浅出地分析了Linux内核slab性能优化的核心思想，slab是Linux内核小对象内存分配最重要的算法，文章分析了内存分配的各种性能问题...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。...如果一个CPU的slab缓存满了，直接去抢同级别的别的CPU的slab缓存被认为是一种鲁莽且不道义的做法。...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。...Linux内核对伙伴系统针对单一页面的分配需求采取的批量分配“每CPU单一页面缓存”的方式！每一个CPU拥有一个单一页面缓存池，需要单一页面的时候，可以无需加锁从当前CPU对应的页面池中获取页面。

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多核心Linux内核路径优化的不二法门之-slab与伙伴系统

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。...如果一个CPU的slab缓存满了，直接去抢同级别的别的CPU的slab缓存被认为是一种鲁莽且不道义的做法。...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。...Linux内核对伙伴系统针对单一页面的分配需求采取的批量分配“每CPU单一页面缓存”的方式！

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Linux 内核内存管理：虚拟地址空间、伙伴系统和块分配器

5.2、slab块分配器原理slab分配器的作用不仅仅是分配小块内存，更重要的作用是针对经常分配和释放的对象充当缓存。...如下图所示为内存缓存的组成结构：slab分配器在某些情况下表现不太优先，所以Linux内核提供两个改进的块分配器。...不同slab中相同偏移的位置在处理器一级缓存中的索引相同。...如果slab的剩余部分的长度超过一级缓存行的长度，剩余部分对应的一级缓存行没有被利用；如果对象的填充字节的长度超过一级缓存行的长度，填充字节对应的一级缓存行没有被利用。...Linux内核提供了多种块分配器，包括slab分配器、slub分配器和slob分配器。这些分配器针对不同的使用场景进行了优化，例如高速缓存、文件系统和内核对象。

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Linux slab分配器

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