一、 內核空間

1. 頁page（是內核空間管理基本單位）源代碼分析如下：/include/linux/mm_types.h
內存管理單元（MMU,把虛擬地址轉換為物理地址的硬件設備）通常是以頁為單位處理。
內核用struct page結構體表示每個物理頁，struct page占用40個字節。
2. 區（zone，內核把頁劃分在不同的區）
共記3個區：
ZONE_DMA(DMA使用的頁，物理內存<16MB)
ZONE_NORMAL(可以正常尋址的頁，物理內存16—896MB)
ZONE_HIGHMEM（動態映射的頁，物理內存>896MB）
執行DMA操作必須從ZOME_DMA區分配，一般內存，既可以從ZOME_DMA，也可以從ZONE_NORMAL分配，但不能從兩個區分配。
3. 頁的分配與釋放
所有頁為單位進行連續的物理內存分配，也稱為低級頁分配，alloc_page、alloc_pages、
__get_free_pages、__get_free_pages、__get_zeroed_page.
釋放函數：__free_pages、free_pages、free_page.
4. 字節分配與釋放(kmalloc/vmalloc，分配都是以字節為單位)
Void *kmalloc(size_t size,gpf_t flags);
Kmalloc 函數返回指向內存塊的指針，內存塊大小至少size，所分配內存在物理內存中連續且保持原有的數據（不清零）。
Flags取值說明（常用部分如下）：

GFP_USER-用于用戶空間分配內存，可能休眠
GFP_KERNEL-用于內核空間分配內存，可能休眠
GFP_ATOMATIC-用于原子性的分配內存，不會休眠，典型原子性場景，中斷處理程序、軟中斷。

Kamlloc函數用于內存分配最終會調用_get_free_pages進行實際分配，前綴都是GFP_開頭。 Kamalloc分配最多只能分配32個page大小的內存，每一個page=4k，也就是分配128k大小，其中16個字節用來記錄頁的描述結構。所分配的是常駐內存，不會被交換到文件中，最小分配單位是32或64個字節。

Vmalloc函數：返回是一個指向內存塊的指針，內存塊大小至少是size，它所分配的內存是邏輯上了連續的，該函數也有flags，默認它是可以休眠的。 Kmalloc:所在區域內核空間，物理地址連續，最大值為128k-16k，釋放函數free，性能最佳 Vmalloc: 所在區域內核空間，虛擬地址連續，更大，釋放函數vfree，更容易分配大內存。 Malloc: 所在區域用戶空間，虛擬地址連續，更大，釋放函數free。

二、 slab分配器的功能

對于頻繁地分配和釋放的數據結構，會緩存它；
頻繁分配和回收，比如導致內存碎片、為了避免，空間鏈表的緩存會連續的存放，已釋放的數據結構又會放回空閑鏈表，不會導致碎片。
記部分緩存專屬單個處理器，分配和釋放操作可以不加SMP鎖。

三、 slab分配器層的設計

slab層把不同的對象劃分所謂的高速緩存組，其中每個緩存組都存放不類型的對象。每一種對象類型對應一個高速緩存。比如：一個高速緩存用于進程描述符（task_struct結構的一個空閑鏈表），另外一個高速緩存存放索引節點對象（struct inode）.
Kmalloc()接口建立在slab層上的，使用一組通用高速緩存。
這些高速緩存又被劃分為slab，slab由一個或多個物理上連續的頁page組成，一般情況下，slab也就僅僅由頁組成。每個高速緩存可以由多個slab組成。

Struct slab{ Struct list_head list;//滿，部分滿，或者空鏈表 Unsigned long colouroff; /*slab著色的偏移量*/ Void * s_mem; /* 在slab中的第一個對象*/ Unsigned int inuse;//slab中已分配的對象數 Kmem bufctl free;//第一個空閑對象 Unsigned short nodeid; };

四、 slab的接口分配器（參考源代碼fork.c）

每當進程調用fork時，一定會創建一個新的進程描符，這是在dup_task_struct()進程中完成，而該函數會被do_fork()調用.執行完畢后，如果沒有子進程在等待的話，它的進程描述符就會被釋放。返回給task_struct_cachep slab高速緩存。
Slab層負責在內存緊缺情況下所有底層的對齊、著色、分配、釋放、回收等。如果我們要頻繁創建很多相同類型的對象，就因該考慮使用slab高速緩存。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的[Linux源码分析]内存管理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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