slab

为什么要有slub

伙伴子系统是以4k * 2^order分配内存，往往驱动分配内存用不了4k，必然会有大量的内存碎片，为了解决这一个问题，提出了slub；

slub能分配多大的内存？从slub中想分配多大就多大吗？

• 从slub中分配的内存大小是固定的，在kmem_cache_create中传入参数时，固定好了，只能那么大；
• 当然可以创建不同的slub，每个slub 指定object为不同的大小；

以实际代码为例：

• slub其实是一个object内存池，这个内存池只能分配object那么大的内存；
  例如，下述代码，创建了一个mycache的内存池，指定了object的大小是size;

	my_cache = kmem_cache_create("mycache", size, 0,
				     SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);

那么后续使用kmem_cache_alloc分配内存时，得到的内存大小都是size这么大，没有其他任何一个值；
(之前一直被误导，都在介绍slab以byte为单位管理，以为创建了一个kmem_cache之后，可以任意分配size个byte呢，其实不是的，之后只能申请到固定size这么大的内存了)

关键理解

freelist的两个作用：

• object = c->freelist; kmem_cache_cpu中的freelist本身就是一个obdject；
• get_freepointer(s, freelist); -> (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr)；同时这个freelist中的内容是下一个空闲object的地址；

如何控制分配出来的是object大小？

比如第一次：

new_slab_objects -> page = new_slab(s, flags, node);
				 -> freelist = page->freelist;
				 -> c->page = page;
				 -> return freelist;

c->freelist = get_freepointer(s, freelist);

• 这个freelist是从page中得到的；
• 之后就可以按照get_freepointer(s, freelist); -> (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr) 分配object了；
• 分配object的原理是这个freelist中的内容是下一个object的地址，是怎么按照object 的size 准确控制这个地址的呢？

见如下代码:

	if (!shuffle) {
		start = fixup_red_left(s, start);
		start = setup_object(s, page, start);
		page->freelist = start;	/* 更新freelist为page的首地址 */
		for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
			next = p + s->size;	/* 根据size找到next */
			next = setup_object(s, page, next);
			set_freepointer(s, p, next);	/* 设置freelist，这样就形成了一个单链表 */
			p = next;	/* 更新为next */
		}

根据object的size进行划分，形成了一个单链表

我应该为这个slab分配多少个page？

object 分配

if (rem <= slab_size / fract_leftover)： /* 如果浪费空间在容忍范围直接返回 */

• 设置了slab期望最小的object数，min_objects = min(min_objects, max_objects);
• 设置了slab大小对应的最大order：max_order
• 在最小slab size对应的order（最小object） ~ 最大order中for循环计算，空间浪费在容忍范围之内即可；

分配思想

简而言之有两个分配类：

• percpu：struct kmem_cache_cpu __percpu *cpu_slab;
  • freelist
  • page
  • partial
• node：struct kmem_cache_node *node[MAX_NUMNODES];
  • struct list_head partial;
• 也就是会从percpu或者node中分配；
  • percpu中有三条分配路径，freelsit，page，partial，或者直接从buddy子系统中分配内存；
  • node中有partial链表分配路径；

快速路径：freelist，object = c->freelist;不为空

慢速路径：

从slub中分配

从percpu page中分配

从percpu partial中分配

从node partial中分配

object释放

快速

慢速：

释放给cpu_slab->partial

释放给node

释放给伙伴系统

疑问：

__slab_free->
	-> set_freepointer(s, tail, prior);
	-> cmpxchg_double_slab
	-> return;

有个疑问就是上面的操作都是对释放的page操作，不应该page释放了之后应该把page加入kmem_cache_cpu中吗?但好像没有看见这个地方；