Linux内核中创建slab主要由函数cache_grow()实现,从slab的创建中我们可以完整地看到slab与对象、页面的组织方式。 - /*
- * Grow (by 1) the number of slabs within a cache. This is called by
- * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
- */
- /*使用一个或多个页面创建一个空slab。
- objp:页面虚拟地址,为空表示还未申请内存页,不为空
- ,说明已申请内存页,可直接用来创建slab*/
- static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
- gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
- {
- struct slab *slabp;
- size_t offset;
- gfp_t local_flags;
- struct kmem_list3 *l3;
-
- /*
- * Be lazy and only check for valid flags here, keeping it out of the
- * critical path in kmem_cache_alloc().
- */
- BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
- local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
-
- /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
- check_irq_off();
- /* 获得本内存节点的slab三链 */
- l3 = cachep->nodelists[nodeid];
- spin_lock(&l3->list_lock);
-
- /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
- /* 获得本slab的着色区偏移 */
- offset = l3->colour_next;
- /* 更新着色区偏移,使不同slab的着色偏移不同 */
- l3->colour_next++;
- /* 不能超过着色区的总大小,如果超过了,重置为0。这就是前面分析过的着色循环问题
- 。事实上,如果slab中浪费的空间很少,那么很快就会循环一次。*/
- if (l3->colour_next >= cachep->colour)
- l3->colour_next = 0;
- spin_unlock(&l3->list_lock);
- /* 将着色单位区间的个数转换为着色区大小 */
- offset *= cachep->colour_off;
-
- if (local_flags & __GFP_WAIT)
- local_irq_enable();
-
- /*
- * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
- * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
- * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
- * will eventually be caught here (where it matters).
- */
- kmem_flagcheck(cachep, flags);
-
- /*
- * Get mem for the objs. Attempt to allocate a physical page from
- * "nodeid".
- */
- if (!objp)/* 还未分配页面,从本内存节点分配1<<cachep->gfporder个页面
- ,objp为slab首页面的虚拟地址 */
- objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
- if (!objp)
- goto failed;
-
- /* Get slab management. */
- /* 分配slab管理对象 */
- slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
- local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
- if (!slabp)
- goto opps1;
- /* 设置page到cache、slab的映射 */
- slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
-
- /* 初始化slab中的对象 */
- cache_init_objs(cachep, slabp);
-
- if (local_flags & __GFP_WAIT)
- local_irq_disable();
- check_irq_off();
- spin_lock(&l3->list_lock);
-
- /* Make slab active. */
- list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
- /* 更新本cache增长计数 */
- STATS_INC_GROWN(cachep);
- /* 更新slab链表中空闲对象计数 */
- l3->free_objects += cachep->num;
- spin_unlock(&l3->list_lock);
- return 1;
- opps1:
- kmem_freepages(cachep, objp);
- failed:
- if (local_flags & __GFP_WAIT)
- local_irq_disable();
- return 0;
- }
执行流程:1,从cache结构中获得并计算着色区偏移量;2,从伙伴系统中获得1<<cachep->gfporder个页面用于slab;3,初始化slab中相关变量,如果是外置式slab需要从新申请slab管理区的空间,由函数alloc_slabmgmt()实现。
- /*分配slab管理对象*/
- static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
- int colour_off, gfp_t local_flags,
- int nodeid)
- {
- struct slab *slabp;
-
- if (OFF_SLAB(cachep)) {
- /* Slab management obj is off-slab. */
- /* 外置式slab。从general slab cache中分配一个管理对象,
- slabp_cache指向保存有struct slab对象的general slab cache。
- slab初始化阶段general slab cache可能还未创建,slabp_cache指针为空
- ,故初始化阶段创建的slab均为内置式slab。*/
- slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
- local_flags, nodeid);
- /*
- * If the first object in the slab is leaked (it"s allocated
- * but no one has a reference to it), we want to make sure
- * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
- * to the object. Otherwise we will not report the leak.
- *//* 对第一个对象做检查 */
- kmemleak_scan_area(slabp, offsetof(struct slab, list),
- sizeof(struct list_head), local_flags);
- if (!slabp)
- return NULL;
- } else {/* 内置式slab。objp为slab首页面的虚拟地址,加上着色偏移
- ,得到slab管理对象的虚拟地址 */
- slabp = objp + colour_off;
- /* 计算slab中第一个对象的页内偏移,slab_size保存slab管理对象的大小
- ,包含struct slab对象和kmem_bufctl_t数组 */
- colour_off += cachep->slab_size;
- } /* 在用(已分配)对象数为0 */
- slabp->inuse = 0;
- /* 第一个对象的页内偏移,可见对于内置式slab,colouroff成员不仅包括着色区
- ,还包括管理对象占用的空间
- ,外置式slab,colouroff成员只包括着色区。*/
- slabp->colouroff = colour_off;
- /* 第一个对象的虚拟地址 */
- slabp->s_mem = objp + colour_off;
- /* 内存节点ID */
- slabp->nodeid = nodeid;
- /* 第一个空闲对象索引为0,即kmem_bufctl_t数组的第一个元素 */
- slabp->free = 0;
- return slabp;
- }
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