内存管理简介之Buddy算法和slab分配
生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
内存管理简介之Buddy算法和slab分配
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
1.Buddy算法
linux對空閑內存空間管理采取buddy算法,
?Buddy算法:
把內存中所有頁面按照2^n劃分,其中n=0~5,每個內存空間按1個頁面、2個頁面、4個頁面、8個頁面、16個頁面、32個頁面進行六次劃分。劃分后形成了大小不等的存儲塊,稱為頁面塊,簡稱頁塊,包含一個頁面的頁塊稱為1頁塊,包含2個頁面的稱為2頁塊,依次類推。
每種頁塊按前后順序兩兩結合成一對Buddy“伙伴”。系統按照Buddy關系把具有相同大小的空閑頁面塊組成頁塊組,即1頁塊組、2頁塊組……32頁塊組。 每個頁塊組用一個雙向循環鏈表進行管理,共有6個鏈表,分別為1、2、4、8、16、32頁塊鏈表。分別掛到free_area[] 數組上。
位圖數組
用于標記內存頁面使用情況,第0組每一位表示單個頁面使用情況,1表示使用,0表示空閑,第二組每一位表示比鄰的兩個頁面使用情況,一次類推。默認為10個數組,當一對Buddy的兩個頁面中有一個事空閑的,而另一個全部或部分被占用時,該位置1.兩個頁面塊都是空閑,對應位置0.
內存分配和釋放過程
內存分配時,系統按照Buddy算法,根據請求的頁面數在free_area[]對應的空閑頁塊組中搜索。 若請求頁面數不是2的整數次冪,則按照稍大于請求數的2的整數次冪的值搜索相應的頁面塊組。
當相應頁塊組中沒有可使用的空閑頁面塊時就查詢更大一些的頁塊組,在找到可用的頁塊后分配所需要的頁面。當某一空閑頁面被分配后,若仍有剩余的空閑頁面,則根據剩余頁面的大小把他們加入到相應頁面組中。
內存頁面釋放時,系統將其作為空閑頁面看待,檢查是否存在與這些頁面相鄰的其他空閑頁塊,若存在,則合為一個連續的空閑區按Buddy算法重新分組。
2.Slab算法
采用buddy算法,解決了外碎片問題,這種方法適合大塊內存請求,不適合小內存區請求。如:幾十個或者幾百個字節。Linux2.0采用傳統內存分區算法,按幾何分布提供內存區大小,內存區以2的冪次方為單位。雖然減少了內碎片,但沒有顯著提高系統效率。
?Linux2.4采用了slab分配器算法,該算法比傳統的分配器算法有更好性能和內存利用率,最早在solaris2.4上使用。
?Slab分配器思想
1)小對象的申請和釋放通過slab分配器來管理。
2)slab分配器有一組高速緩存,每個高速緩存保存同一種對象類型,如i節點緩存、PCB緩存等。
3)內核從它們各自的緩存種分配和釋放對象。
4)每種對象的緩存區由一連串slab構成,每個slab由一個或者多個連續的物理頁面組成。這些頁面種包含了已分配的緩存對象,也包含了空閑對象。
linux對空閑內存空間管理采取buddy算法,
?Buddy算法:
把內存中所有頁面按照2^n劃分,其中n=0~5,每個內存空間按1個頁面、2個頁面、4個頁面、8個頁面、16個頁面、32個頁面進行六次劃分。劃分后形成了大小不等的存儲塊,稱為頁面塊,簡稱頁塊,包含一個頁面的頁塊稱為1頁塊,包含2個頁面的稱為2頁塊,依次類推。
每種頁塊按前后順序兩兩結合成一對Buddy“伙伴”。系統按照Buddy關系把具有相同大小的空閑頁面塊組成頁塊組,即1頁塊組、2頁塊組……32頁塊組。 每個頁塊組用一個雙向循環鏈表進行管理,共有6個鏈表,分別為1、2、4、8、16、32頁塊鏈表。分別掛到free_area[] 數組上。
位圖數組
用于標記內存頁面使用情況,第0組每一位表示單個頁面使用情況,1表示使用,0表示空閑,第二組每一位表示比鄰的兩個頁面使用情況,一次類推。默認為10個數組,當一對Buddy的兩個頁面中有一個事空閑的,而另一個全部或部分被占用時,該位置1.兩個頁面塊都是空閑,對應位置0.
內存分配和釋放過程
內存分配時,系統按照Buddy算法,根據請求的頁面數在free_area[]對應的空閑頁塊組中搜索。 若請求頁面數不是2的整數次冪,則按照稍大于請求數的2的整數次冪的值搜索相應的頁面塊組。
當相應頁塊組中沒有可使用的空閑頁面塊時就查詢更大一些的頁塊組,在找到可用的頁塊后分配所需要的頁面。當某一空閑頁面被分配后,若仍有剩余的空閑頁面,則根據剩余頁面的大小把他們加入到相應頁面組中。
內存頁面釋放時,系統將其作為空閑頁面看待,檢查是否存在與這些頁面相鄰的其他空閑頁塊,若存在,則合為一個連續的空閑區按Buddy算法重新分組。
2.Slab算法
采用buddy算法,解決了外碎片問題,這種方法適合大塊內存請求,不適合小內存區請求。如:幾十個或者幾百個字節。Linux2.0采用傳統內存分區算法,按幾何分布提供內存區大小,內存區以2的冪次方為單位。雖然減少了內碎片,但沒有顯著提高系統效率。
?Linux2.4采用了slab分配器算法,該算法比傳統的分配器算法有更好性能和內存利用率,最早在solaris2.4上使用。
?Slab分配器思想
1)小對象的申請和釋放通過slab分配器來管理。
2)slab分配器有一組高速緩存,每個高速緩存保存同一種對象類型,如i節點緩存、PCB緩存等。
3)內核從它們各自的緩存種分配和釋放對象。
4)每種對象的緩存區由一連串slab構成,每個slab由一個或者多個連續的物理頁面組成。這些頁面種包含了已分配的緩存對象,也包含了空閑對象。
轉載于:https://www.cnblogs.com/wangfengju/archive/2013/04/13/6173187.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的内存管理简介之Buddy算法和slab分配的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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