24物理内存管理下

• 对于小的对象使用SLUB分配器进行分配
  • kmem_cache 作为对象分配的缓存区（每次分配对象的时候都先到缓存区找空闲的区域）

struct kmem_cache {
struct kmem_cache_cpu __percpu *cpu_slab;
/* Used for retriving partial slabs etc */
unsigned long flags;
unsigned long min_partial;
int size;    /* The size of an object including meta data */
int object_size;  /* The size of an object without meta data */
int offset;    /* Free pointer offset. */
#ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
int cpu_partial;  /* Number of per cpu partial objects to keep around */
#endif
struct kmem_cache_order_objects oo;
/* Allocation and freeing of slabs */
struct kmem_cache_order_objects max;
struct kmem_cache_order_objects min;
gfp_t allocflags;  /* gfp flags to use on each alloc */
int refcount;    /* Refcount for slab cache destroy */
void (*ctor)(void *);
......
const char *name;  /* Name (only for display!) */
struct list_head list;  /* List of slab caches */
......
struct kmem_cache_node *node[MAX_NUMNODES];
};

• kmem_cache_order_object 缓存就是由分配了几页大内存块（Max，min）。

结构如图

image.png

- kmem_cache_cup 和 kmem_cache_node 第一个为快速通道fastpath，第二个为普通通道 slowpath

结构如图

image.png

page 主页，partial 已经部分使用的页。

struct kmem_cache_cpu {
void **freelist;  /* Pointer to next available object */
unsigned long tid;  /* Globally unique transaction id */
struct page *page;  /* The slab from which we are allocating */
#ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
struct page *partial;  /* Partially allocated frozen slabs */
#endif
......
};

freelist 指向第一个空闲的对像，page指向当前页，partial 执行其他部分使用的页

• 分配内存流程
  • 从快速通道kmem_cache_cpu 的 freelist中寻找，假如有直接返回
  • 从kmem_caceh_cpu 中取出一块内存页，将当前page指针指向这个页，重现设置freelist。
  • 假如上述没有则到 kmem_cache_node 的partial 中取出一块可用的内存块，并重新设置freelist
  • 还没有的话调用 alloc_slab_page 进行内存分配
• 内存换出
  • 被动换出
    • get_page_from_freelist>node_reclaim>shrink_node
  • 主动换出
    • 内核线程 kswapd 但内存紧张就会检查
    • balance_pgdat>kswapd_shrink_node>shrink_node
• shrink_node 函数
  • 内存页分为两种，匿名页（和虚拟内存空间关联）和内存映射
  • 上述两种内存都维护一个两个LRU列表，active 和 inactive
  • 每次调用这个函数都会查找 inactive 的最少使用内存页换出

总结

image.png