lnux内核的malloc实现(Oracle的cache buffer影子)
Posted zengkefu
tags:
篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了lnux内核的malloc实现(Oracle的cache buffer影子)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
lnux内核的malloc实现(Oracle的cache buffer影子)
本文原创为freas_1990,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/freas_1990/article/details/12845059
本文介绍一下malloc的原理,对mm感兴趣(或者对Oracle internal实现感兴趣)的同学能在本文找到感兴趣的内容。
malloc主要由两个结构体做支撑。
struct bucket_desc { /* 16 bytes */ void *page; struct bucket_desc *next; void *freeptr; unsigned short refcnt; unsigned short bucket_size; };
这个结构体是一个bucket descriptor。所有的object会通过链表链接起来。
struct _bucket_dir { /* 8 bytes */ int size; struct bucket_desc *chain; };
这是bucket的目录。
我画了两个图来描述一个page(页面;4k)如何被这两个结构体描述。
一个4k的页面被分配到若刚个16 bytes大小的bucket中
一个4k的页面被分配到若刚个32 bytes大小的bucket中。
那么,这些数据结构是如何被初始化的呢?
首先,在内核代码里,硬编码了如下数据。
struct _bucket_dir bucket_dir[] = { { 16, (struct bucket_desc *) 0}, { 32, (struct bucket_desc *) 0}, { 64, (struct bucket_desc *) 0}, { 128, (struct bucket_desc *) 0}, { 256, (struct bucket_desc *) 0}, { 512, (struct bucket_desc *) 0}, { 1024, (struct bucket_desc *) 0}, { 2048, (struct bucket_desc *) 0}, { 4096, (struct bucket_desc *) 0}, { 0, (struct bucket_desc *) 0}}; /* End of list marker */
定义了粒度从16起的次方增长。
我写了简化的伪代码来描述整个流程。
malloc的伪代码:
procedure: get the bucket_desc with object size(for example 16 bytes) if(search bucket_desc list for free space){ return bdesc->freeptr } else { if(init_bucket_desc){ return bdesc->freeptr } else { panic("init_bucket_desc error") } } init_bucket_desc: if(page = get_one_page){ sepreated the page(4k) with dir->size link all the pieces } else { panic("get page error") } end procedure
free的伪代码:
procedure: get the bucket_desc with object size(for example 16 bytes) if(search bucket_desc list for the related bucket_desc){ erase bdesc->freeptr bdesc->refcnt-- if(bdesc->refcnt == 0){ if(whole page NULL){ if(!free_page(bdesc->page)){ panic("free_page error") } } } } else { panic("input pointer not right") } end procedure
关于数据结构性能的思考:
这里的主要数据结构就是单向链表,查找的时间复杂为O(N),属于暴力查找。
用了10个元素的数组做分拆,当内存使用过大的时候,这个数据结构就不能承载了。
或许采用一个hash或者树形结构能解决问题。
不过,对于20年前的内存来说,完全能应付了:)
以上是关于lnux内核的malloc实现(Oracle的cache buffer影子)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
为啥 malloc 不能在 FreeBSD-x64 内核空间分配大内存?
Linux 内核 内存管理内存管理架构 ④ ( 内存分配系统调用过程 | 用户层 malloc free | 系统调用层 brk mmap | 内核层 kmalloc | 内存管理流程 )
内存管理概述内存分配与释放地址映射机制(mm_struct, vm_area_struct)malloc/free 的实现