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2.Linux三大分配器之浅析slab基本原理
3.Linux内核:内存管理——Slab分配器
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Linux三大分配器之浅析slab基本原理
Linux内核中的内存分配管理涉及到Buddy和SLAB两种机制。Buddy分配器虽提供了page级别的解析接口,但颗粒度依然偏大,源码因此需要SLAB来进一步细化管理。解析SLAB分配器主要分为slab、源码slub和slob,解析自助复印系统 源码其中slob适用于内存紧张的源码嵌入式系统,而slab因其效率和通用性,解析是源码Linux内核中的核心部分。
SLAB的解析管理涉及两个关键结构:kmem_cache(缓存)和slab本身,它们之间通过cache_chain相连。源码在内核初始化时,解析会根据kmalloc_sizes.h中的源码定义创建特定大小obj的slab和kmem_cache,称为通用缓存,解析供kmalloc使用。源码kmalloc通过查找最接近输入size的kmem_cache来分配内存,可能导致内存浪费。
SLAB分配器的复杂性体现在其两个重要数据结构:per node和per cpu的kmem_list3和array_cache。kmem_list3管理slab的网站窃取源码分配状态,而array_cache负责按cpu缓存obj。slab结构分为内嵌式和外挂式,管理数据kmem_bufctl_t记录当前和下一个可用obj的位置。分配流程优先从array_cache中LIFO原则获取,释放时则优先回放在array_cache,超出limit后才会移动到kmem_list3。
深入理解SLAB分配器的原理和管理逻辑对于优化内存使用和性能至关重要。对于更深入的学习资源,可以加入作者推荐的共享童车源码Linux内核技术交流群获取更多信息和资料,包括内核源码、内存调优等内容。
Linux内核:内存管理——Slab分配器
深入解析Linux内核:内存管理的艺术——SLAB分配器
在Linux内核的世界里,内存管理是一项至关重要的任务。其中,SLAB分配器扮演着关键角色,它解决了页框分配器的大页框浪费问题,通过专用SLAB(如TCP)和普通SLAB(如kmalloc-8, kmalloc-等)实现了高效而灵活的内存管理。通过执行`cat /proc/slabinfo`,cvechecker源码分析我们可以窥探SLAB的运行状态。
SLAB的核心理念在于对象大小的固定性,这有助于减少内存碎片,提高内存使用效率。kmem_cache(SLAB缓存)是其最高层级的数据结构,它负责描述和管理SLAB及其对象。内核模块通过kmem_cache_create定制化的SLAB,确保内存管理的灵活性。
kmem_cache结构内部,夜间直播源码对象大小(object_size)与SLAB的全局配置如gfporder和num保持同步。每个NUMA节点的SLAB管理由struct kmem_cache_node数组负责,它支持分布式内存管理,确保了内存的均衡分配。
在kmem_cache的内部结构中,SLAB链表是关键部分,包括slabs_partial、slabs_full和slabs_free。slabs_partial存储部分使用的SLAB描述符,slabs_full则是所有对象的链表,而slabs_free则记录空闲的SLAB。这些链表通过spinlock_t lock进行同步,确保了在分配和回收过程中的线程安全。
SLAB设计巧妙,如SLUB(Simple Low Overhead Buffering)和SLOB(Simplified Low Overhead Buffering)结构,它们结合了计数器、活跃对象和动态链表,以实现内存的高效分配。SLAB描述符还包括页标志、对象地址指针和空闲对象链表,这些细节都在CONFIG_SLUB配置中有所体现。
SLAB描述符中的freelist和填充区域的优化,以及对象地址的着色设计,都是提高内存利用率的重要手段。内存着色通过添加偏移量避免同一行内存冲突,提升了性能。本地CPU和共享链表的组合,形成了SLAB分配器的高效运作框架,优先级分配原则保证了快速响应。
了解这些细节后,我们发现SLAB分配器是Linux内核内存管理的精髓所在,它在内存分配和回收的过程中,巧妙地平衡了效率与灵活性。通过深入研究这些内部机制,我们可以更好地理解和优化我们的系统内存使用。
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原文作者:tolimit
原文地址:linux内存源码分析 - SLAB分配器概述
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经过上述的精炼与重构,文章内容更加清晰,突出了SLAB分配器在Linux内核内存管理中的核心作用和关键细节,为读者提供了深入理解内存管理的窗口。
2024-12-23 00:17
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