Linux内存管理 Memory Manager.ppt

1、柯锦玲2009-10-21柯锦玲2009-10-21柯锦玲， Linux向外部提供的内存管理接口Linux Image、蓝色字体部分的可用空间、Linux如何防止内存片段，内存片段：系统分配大区域的连续内存，以满足小内存区域(连续)的需要浪费空间的外部片断系统有足够的内存，但是分散的片断不能满足大块的Linux如何防止内存的片断，Linux减少外部的片断合作伙伴系统(buddy算法)以及内存块页帧的分配并非盲目，而是按大小顺序进行，但伙伴关系只是减轻了外部的碎片，而伙伴系统同时带来了许多内部碎片linux，减少了外部碎片SLAB、SLUB、SLOB分配器， 1页内的许多小块存储器可以独立分配使

2、用，避免内部片段，节省空闲存储器，linux如何防止存储器片段，linux存储器管理层次图1，linux如何防止存储器片段，linux存储器管理层次函数linux内存管理算法介绍、Buddy System算法原理Buddy System是典型的内存管理算法。 同时在Unix和Linux操作系统中使用。 其作用是减少存储空间的空洞，减少碎片，提高利用率。 避免外部碎片化的一种方法是使用a .分页单元将一组不连续的空页框映射到连续的线性地址部分。 b .开发适当技术来记录现有的空闲的连续页帧块的情况，使得不分割大块的空闲块，以便满足对小块的要求。 内核在某些情况下可能需要连续的页框。 b .即使不

3、需要连续页框的分配，也不能忽略内核页表在原样维持上的作用。 修改页面表会增加平均访问次数，并频繁更新TLB。 可以在c.4m的页面上访问大型连续的物理内存，对于4K页面的使用，TLB未命中率降低，平均访问速度变快。buddy算法将所有空闲页面框分组到11个块链接表中，并且每个块链接表分别对应于1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024个连续页面页数例如，当要求128页框的块时，该算法首先检查128页框的链表是否有空块，否则检查256页框的链表，将256页框的块分割为2，使用1个、1个如果还没有，则检查512个页框的链接表，如果有的话分裂为128、128、256，在1个1

4、28中使用，剩下的2个插入对应的链接表。 如果在512还没有找到，则返回错误信号。 反过来，回收流程是：staticinlinestructpage * alloc _ pages (GFP _ tgfp _ mask、unsignedintorder)void。 unsigned int order (未指定顺序)分配存储器的单位在分配时传递order值，order是0、1、2、n是分别由1、2、4、2n个页面合作伙伴系统(Buddy算法)分配的页面的物理量合作伙伴系统分配的内存大小最大为210 *页=4k *4k=4munsignedlong _ _ get _ free _ pages

5、(GFP _ tgfp _ mask )， unsigned int order算法可以很好地减少外部片段的发生，但是他可以引起很多内部片段，slab/slob/slub的作用是以：页为单位分配内存用于存储这些描述符的内存与页面相比，类似于面包屑和面包。这种小块存储器可以在整个页面上集中多个，并且这些小块的存储器块也和面包屑一样频繁地生成/丢弃。 为满足这种小内存块的内核需求，Linux系统采用了被称为slab分配器的技术。 Slab分配器的实现相当复杂，但原理并不难，其核心思想是“存储池”的运用。 内存片段(小块内存)被视为对象，并且在使用之后被缓存在“存储池”中，而不是直接释放，并且被保留

6、以供下一次使用，从而避免了由于频繁创建或销毁对象而产生的额外负荷slab分配器的主要结构是SLUB，2.6.22的slab内存管理代码被SLUB取代。 SLAB是典型的管理内核内存的代码，而SLAB保留有大量的对象队列，这些队列可以立即被指派，但是由于过于复杂，导致系统节点的增加而花费大量的维护空间。 slub显示为slab的替代选项。 slub是不使用队列的分配器。 slub消除了大量的队列和相关维护费用，获得了显着的性能和可扩展性，整体上简化了slab结构，使用了每个CPU的缓存，保持了slab的用户界面，slub提供了强大的诊断和调试能力，slob、slob 如果选择主要使用的CONFIG_EMBEDDED，则可以通过选择CONFIG_SLOB选项来使用SLOB分配器。 其中，典型的k skbuff _ head _ cache=kmem _ cache _ create (卡片、结构) slab _ HW卡片_对齐3360与卡片对齐SLAB_PANIC:除非在创建失败时感觉到所分配的内存结构频繁生成/丢弃。 请按原样使用kmalloc分配空间，除非您觉得所分配的内存结构会频繁生成/销毁。 例如，分配3360 skb=释放kmem _ cache _分配节点(缓存，GFP _ mask ) : kmem _缓存_可用