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下面的过程引用:http://www.cnblogs.com/zhaoyl/p/3695517.html
order(0)bimap有8个bit位(
页面最多16个页面,所以16/2)
order(1)bimap有4个bit位(
order(0)bimap有8个bit位,所以8/2);
也就是order(1)第一块由
两个页框page1 与page2组成与order(1)第2块由
两个页框page3 与page4组成,这两个块之间有一个bit位
order(2)bimap有2个bit位(
order(1)bimap有4个bit位,所以4/2)
order(3)bimap有1个bit位(
order(2)bimap有4个bit位,所以2/2)
在order(0),第一个bit表示开始
的2个页面,第二个bit表示接下来的2个页面,以此类推。因为页面4已分配,而页面5空闲,故第三个bit为1。
同样在order(1)中,bit3是1的原因是一个伙伴完全空闲(页面8和9),和它对应的伙伴(页面10和11)却并非如此,故以后回收页面时,可以合并。
分配过程
当我们需要order(1)的空闲页面块时,则执行以下步骤:
1、初始空闲链表为:
order(0): 5, 10
order(1): 8 [8,9]
order(2): 12 [12,13,14,15]
order(3):
2、从上面空闲链表中,我们可以看出,order(1)链表上,有
一个空闲的页面块,把它分配给用户,并从该链表中删除。
3、当我们再需要一个order(1)的块时,同样我们从order(1)空闲链表上开始扫描。
4、若在
order(1)上没有空闲页面块,那么我们就到更高的级别(order)上找,order(2)。
5、此时(
order(1)上没有空闲页面块)有一个空闲页面块,该块是从页面12开始。该页面块被分割成两个稍微小一些order(1)的页面块,[12,13]和[14,15]。[14,15]页面块加到
order(1)空闲链表中,同时
[12,13]页面块返回给用户。
6、最终空闲链表为:
order(0): 5, 10
order(1): 14 [14,15]
order(2):
order(3):
回收过程
当我们回收页面11(order 0)时,则执行以下步骤:
1、找到在order(0)伙伴位图中代表页面11的位,计算使用下面公示:
index = page_idx >> (order + 1)
= 11 >> (0 + 1)
= 5
2、检查上面一步计算位图中相应bit的值。若该bit值为1,则和我们临近的,有一个空闲伙伴。Bit5的值为1(注意是从bit0开始的,Bit5即为第6bit),因为它的伙伴页面10是空闲的。
3、现在我们重新设置该bit的值为0,因为此时两个伙伴(页面10和页面11)完全空闲。
4、我们将页面10,从order(0)空闲链表中摘除。
5、此时,我们对2个空闲页面(页面10和11,order(1))进行进一步操作。
6、新的空闲页面是从页面10开始的,于是我们在order(1)的伙伴位图中找到它的索引,看是否有空闲的伙伴,以进一步进行合并操作。使用第一步中的计算公司,我们得到bit 2(第3位)。
7、Bit 2(order(1)位图)同样也是1,因为它的伙伴页面块(页面8和9)是空闲的。
8、重新设置bit2(order(1)位图)的值,然后在order(1)链表中删除该空闲页面块。
9、现在我们合并成了4页面大小(从页面8开始)的空闲块,从而进入另外的级别。在order(2)中找到伙伴位图对应的bit值,是bit1,且值为1,需进一步合并(原因同上)。
10、从oder(2)链表中摘除空闲页面块(从页面12开始),进而将该页面块和前面合并得到的页面块进一步合并。现在我们得到从页面8开始,大小为8个页面的空闲页面块。
11、我们进入另外一个级别,order(3)。它的位索引为0,它的值同样为0。这意味着对应的伙伴不是全部空闲的,所以没有再进一步合并的可能。我们仅设置该bit为1,然后将合并得到的空闲页面块放入order(3)空闲链表中。
12、最终我们得到大小为8个页面的空闲块
每当我们要分配内存的时候,我们会使用malloc,malloc是C语言中分配内存的函数,我们可以使用malloc及其在C标准库中的相关函数,大多数程序分配若干字节内存时,经常会调用这些函数。内核也必须经常分配内存,但无法借助于标准库的函数,之前描述的伙伴系统支持按页分配内存,但这个单位对于内核而言实在太大了。如果需要为一个10个字符的字符串分配空间,分配一个4KB或更多空间的完整页面,不仅仅浪费而且完全不可接收,所以内核需要将页拆分为更小的单位,以便可以容纳大量的小对象。 slab分配器为每种对象分配一个高速缓存,这个缓存可以看做是同类型对象的一种储备。每个高速缓存所占的内存区又被划分多个slab,每个slab是由一个或多个连续的页框组成。每个页框中包含若干个对象,既有已经分配的对象,也包含空闲的对象。slab分配器的大致组成图如下: 这样做的目的有两个: 1.slab可以对小对象空间进行分配,而不需要分配整个页面给对象,这样可以节省空间 2.内核中对于频繁使用的小对象,slab会对此作缓存,避免了频繁的内存分配和回收,提高了速度
关于slab的机理需要进一步学习,等看完以后在完善剩余的部分!!谢谢 slub经典分析: https://blog.csdn.net/lukuen/article/details/6935068 |
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