linux內(nèi)存管理詳解(編輯修改稿)
2024-11-14 15:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 加快平均訪存速度。 Confidential ? buddy算法將所有空閑頁框分組為 11個塊鏈表，每個塊鏈表分別包含 1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024個連續(xù)的頁框，每個塊的第一個頁框的物理地址是該塊大小的整數(shù)倍。如，大小為 16個頁框的塊，其起始地址是 16*2^12的倍數(shù)。 ?例，假設(shè)要請求一個 128個頁框的塊，算法先檢查 128個頁框的鏈表是否有空閑塊，如果沒有則查 256個頁框的鏈 表，有則將 256個頁框的塊分裂兩份，一份使用，一份插入 128個頁框的鏈表。如果還沒有，就查 512個頁框的鏈表，有的話就分裂為 128， 128， 256，一個 128使用，剩余兩個插入對應(yīng)鏈表。如果在 512還沒查到，則返回出錯信號。 ?回收過程相反 Confidential Confidential Confidential ? static inline struct page *alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order) ? void __free_pages(struct page *page, unsigned int order) ? 分配內(nèi)存的單位為頁面數(shù) ,分配時候傳入 order值 , order 為 0 ,1,2,..,n ? 分別分配 1,2,4,2^n個頁面 ? 伙伴系統(tǒng) (Buddy算法 )分配的頁面物理上是連續(xù)的 ,因此使用伙伴系統(tǒng)分配的內(nèi)存大小最大為 2^10 * PAGESIZE = 4K * 4K = 4M ? unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order) ? void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order) Buddy算法雖然能很好的減少外部碎片的產(chǎn)生 ,但是他卻可用導(dǎo)致很多的內(nèi)部碎片 Confidential slab/slob/slub的作用 : ? 以頁為最小單位分配內(nèi)存對于內(nèi)核管理系統(tǒng)物理內(nèi)存來說的確比較方便，但內(nèi)核自身最常使用 的內(nèi)存卻往往是很?。ㄟh(yuǎn)遠(yuǎn)小于一頁）的內(nèi)存塊 —— 比如 存放文件描述符、進(jìn)程描述符、虛擬內(nèi)存區(qū)域描述符等行為所需的內(nèi)存都不足一頁 。這些用來存放描述符的 內(nèi)存相比頁面而言，就好比是面包屑與面包。一個整頁中可以聚集多個這種這些小塊內(nèi)存；而且這些小塊內(nèi)存塊也和面包屑一樣頻繁地生成 /銷毀。 ? 為了滿足內(nèi)核對這種小內(nèi)存塊的需要， Linux系統(tǒng)采用了一種被稱為 slab分配器的技術(shù)。 Slab分配器的實(shí)現(xiàn) 相當(dāng)復(fù)雜，但原理不難，其核心思想就是“存儲池”的運(yùn)用。內(nèi)存片段 (小塊內(nèi)存 )被看作對象，當(dāng)被使用完后，并不直接釋放而是被緩存到“存儲池”里，留做下 次使用，這無疑 避免了頻繁創(chuàng)建與銷毀對象所帶來的額外負(fù)載 。 Confidential slab 分配器的主要結(jié)構(gòu) Confidential SLUB ? SLAB內(nèi)存管理代碼將被 SLUB代替。SLAB是經(jīng)典的管理內(nèi)核的內(nèi)存的代碼 ,但是 slab維護(hù)了大量的對象隊(duì)列，這些隊(duì)列雖然可以很快地被分 配，但是過于復(fù)雜，而且維護(hù)所占用的空間會隨著系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的增加而急劇增長。 ?slub就是作為 slab的可替代選項(xiàng)出現(xiàn)的。 slub是一種不使用隊(duì)列的分配器。 slub取消了大量的隊(duì)列和相 關(guān)維護(hù)費(fèi)用，獲得了極大的性能和伸縮性提高，并在總體上簡化
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