系统架构设计原则 slub分配器(3)

kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache(NULL, 192, flags);

}

???

}

2 缓存的创建与销毁

2.1 缓存的创建

创建缓存通过接口kmem_cache_create进行，在创建新的缓存以前，尝试找到可以合并的缓存，合并条件包括对对象大小以及缓存属性的判断，如果可以合并则直接返回已存在的kmem_cache，并创建一个kobj链接指向同一个节点。

创建新的缓存主要是申请管理结构暂用的空间，并初始化，这些管理结构包括kmem_cache、kmem_cache_nodes、kmem_cache_cpu。同时在sysfs创建kobject节点。最后把kmem_cache加入到全局cahce链表slab_caches中。

2.2 缓存的销毁

销毁过程比创建过程简单的多，主要工作是释放partial队列所有page，释放kmem_cache_cpu，释放每个node的kmem_cache_node，最后释放kmem_cache本身。

3 申请对象

对象是SLUB分配器中可分配的内存单元，与SLAB相比，SLUB对象的组织非常简洁，申请过程更加高效。SLUB没有任何管理区结构来管理对象，而是将对象之间的关联嵌入在对象本身的内存中，因为申请者并不关心对象在分配之前内存的内容是什么。而且各个SLUB之间的关联，也利用page自身结构进行处理。

每个CPU都有一个slab作为本地高速缓存，只要slab所在的node与申请者要求的node匹配，同时该slab还有空闲对象，则直接在cpu_slab中取出空闲对象，否则就进入慢速路径。

每个对象内存的offset偏移位置都存放着下一个空闲对象，offset通常为0，也就是复用对象内存的第一个字来保存下一个空闲对象的指针，当满足条件(flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) 或者有对象构造函数时，offset不为0，每个对象的结构如下图。

cpu_slab的freelist则保存着当前第一个空闲对象的地址。系统架构设计原则

如果本地CPU缓存没有空闲对象，则申请新的slab；如果有空闲对象，但是内存node不相符，则deactive当前cpu_slab，再申请新的slab。

deactivate_slab主要进行两步工作：

第一步，将cpu_slab的freelist全部释放回page->freelist；

第二部，根据page(slab)的状态进行不同操作，如果该slab有部分空闲对象，则将page移到kmem_cache_node的partial队列；如果该slab全部空闲，则直接释放该slab；如果该slab全部占用，而且开启了CONFIG_SLUB_DEBUG编译选项，则将page移到full队列。

page的状态也从frozen改变为unfrozen。（frozen代表slab在cpu_slub，unfroze代表在partial队列或者full队列）。

申请新的slab有两种情况，如果cpu_slab的partial队列不为空，则取出队列中下一个page作为新的cpu_slab，同时再次检测内存node是否相符，还不相符则循环处理。系统架构设计原则

如果cpu_slab的partial队列为空，则查看本node的partial队列是否为空，如果不空，则取出page；如果为空，则看一定距离范围内其它node的partial队列，如果还为空，则需要创建新slab。

创建新slab其实就是申请对应order的内存页，用来放足够数量的对象。值得注意的是其中order以及对象数量的确定，这两者又是相互影响的。order和object数量同时存放在kmem_cache成员kmem_cache_order_objects中，低16位用于存放object数量，高位存放order。order与object数量的关系非常简单：((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size。

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