Linux Slob分配器(一)--概述

Linux Slob分配器(一)--概述

Slob分配器相较Slab和Slub分配器而言，最大的特点就是简洁，其总共的实现代码大概就600多行，因此其适用于嵌入式系统。不同于Slab和Slub,Slob分配器没有引入本地CPU高速缓存和本地节点的概念。Slob分配器同样使用链表来管理slob，不过总共只存在三个全局partial_free链表，这三个链表是按对象大小来划分的。

相关阅读：
Linux Slob分配器(二)--分配对象
Linux Slob分配器(三)--释放对象

1. #define SLOB_BREAK1 256   
2. #define SLOB_BREAK2 1024   
3. static LIST_HEAD(free_slob_small);  
4. static LIST_HEAD(free_slob_medium);  
5. static LIST_HEAD(free_slob_large);  

对于小于256字节的对象，将从free_slob_small链表中寻找slob进行分配

对于小于1024字节的对象，将从free_slob_medium链表中寻找slob进行分配

对于大于1024字节的对象，将从free_slob_large链表中寻找slob进行分配

对于大于PAGE_SIZE的对象，将直接通过伙伴系统分配，不经手Slob分配器

那么总共只有三个链表，Slob分配器的各类缓存怎么管理自己的空闲对象呢？实际上，所谓的不同类别的缓存都只是伪缓存，因为它们并没有专属自己的内存。当你在Slob分配器中创建一个缓存时，只是声明了该缓存的对象的大小size、对齐值align等，那么当要从该缓存分配对象时，将会根据size定位到相应的链表，寻求分配。因此专用缓存分配对象(kmem_cache_alloc())和普通缓存分配对象(kmalloc())并无太多区别，它们的对象都来源于这三个链表，只不过内核欺骗性的保留了这些接口而已。由此可以想象，struct kmem_cache这个结构在Slob分配器中是很简洁的

1. struct kmem_cache {  
2.     unsigned int size, align; //对象大小，对齐值   
3.     unsigned long flags;      //属性标识   
4.     const char *name;         //缓存名   
5.     void (*ctor)(void *);     //分配对象时的构造函数   
6. };  

接下来的一个问题就是Slob分配器是如何描述slob的。在Slob分配器中，一个slob永远都是占用一个页框的大小，所以对于大于PAGE_SIZE的对象，会选择直接通过伙伴系统分配。Slob分配器将所有的slob组织在三个全局链表中，不过，这些slob的描述结构都不需要进行额外的分配。Slob分配器将描述slob的变量打包成一个结构，然后和页描述符struct page一起组成一个联合体，这样就可以直接利用页描述符已占有的空间，将页描述符中无关紧要的字段填充为slob的有效描述字段，这样便可以省下一笔内存了！

1. struct slob_page {  
2.     union {  
3.         struct {  
4.             unsigned long flags;/* 填充用，为了不覆盖page->flags */  
5.             atomic_t _count;      /* 填充用，为了不覆盖page->_count */  
6.             slobidx_t units;      /* slob的空闲单元数 */  
7.             unsigned long pad[2];  
8.             slob_t *free;       /* 指向第一个空闲块 */  
9.             struct list_head list;  /* 用于链入slob全局链表 */  
10.         };  
11.         struct page page;  
12.     };  
13. };  

我们可以看到，实际上真正用于slob管理的项只有三个，即units,free和list.

free和list的意义已经很清楚明了了，现在来解释下slobidx_t units这个玩意。unit是slob的粒度，也就是说当你分配内存时，必须分配出去N个unit，所有的管理都是基于unit的。unit的大小根据PAGE_SIZE的不同而不同，通常情况下为2个字节，关于unit大小的定义:

1. #if PAGE_SIZE <= (32767 * 2)   
2. typedef s16 slobidx_t;  
3. #else   
4. typedef s32 slobidx_t;  
5. #endif  

既然slob的管理是基于unit的，那么units字段的含义也就很容易理解了，它表示的是slob中当前还剩余的空闲单元数目。