Linux内核中的Slab分配器：SLAB, SLOB, SLUB

"slaballocators.pdf" 在Linux内核中，slab分配器扮演着至关重要的角色，它们是系统管理小对象内存分配的核心组件。slab分配器的主要目标是提高性能，通过缓存机制减少对页分配器的调用，以优化内存管理效率。在描述中提到的几种slab分配器包括：SLOB、SLAB和SLUB，它们各自有特定的设计哲学和适用场景。 1. **基本概念** - **PAGE_SIZE**: Linux内核的基本分配单位通常是4KB的页大小。 - **Slab分配**: 允许分数分配，这在处理如网络描述符等小型内核对象时特别有用。 - **性能敏感**: slab分配器的性能直接影响整个系统的运行效率。 - **缓存机制**: slab分配器通过缓存已经分配的对象，减少了频繁分配和释放内存带来的开销。 2. **系统组件关系** - **Slab分配器**：负责小对象的高效内存分配。 - **页分配器**：提供基本的4KB页分配服务。 - **内存管理**：slab分配器是内存管理系统的一部分。 - **设备驱动程序**、**文件系统**和其他子系统都依赖于slab分配器来管理其内存需求。 3. **Slab分配器类型** - **SLOB**：基于K&R（Kernighan & Ritchie）算法的分配器，从1991年到1999年广泛使用。 - **SLAB**：源自Solaris的分配器，从1999年到2008年成为主要的slab实现。 - **SLUB**：无队列的分配器，自2008年起开始使用，直至今日，强调了性能优化。 4. **设计哲学** - SLOB设计简洁，适用于嵌入式和低资源环境。 - SLAB引入了 slab缓存的概念，将连续的内存空间分割成小块进行管理，适用于多处理器系统。 - SLUB则更注重简化和优化，去除了队列结构，提高了单线程场景下的性能。 5. **接口函数** - `kmalloc(size, flags)`：分配内存，`size`指定大小，`flags`包含分配选项。 - `kfree(object)`：释放内存。 - `kzalloc(size, flags)`：分配并初始化内存。 - `kmem_cache_alloc(cache, flags)` 和 `kmem_cache_free(object)`：针对特定缓存的分配和释放操作。 - `kmalloc_node(size, flags, node)` 和 `kmem_cache_alloc_node(cache, flags, node)`：用于指定节点的内存分配。 slab分配器是Linux内核内存管理的重要组成部分，它们通过精细化的内存分配策略，提高了内存使用效率，确保了系统性能。随着时间的推移，slab分配器经历了从SLOB到SLAB再到SLUB的演进，反映了内存管理技术的发展和对性能优化的不断追求。