【1000个Linux内存知识-014】-内核中kmalloc到底是怎么从slab分配内存的？都是从slab分配的吗？

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/essencelite/article/details/132247855

本文详细探讨了Linux内核中的kmalloc内存分配机制，涉及kmalloc在slub下的工作原理，如何根据内存大小选择分配器（小于4KB使用kmemcache，大于4KB使用伙伴系统），以及kmemcache的结构和使用过程。

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前沿

本文只讨论slub下的kmalloc机制。

kmalloc在哪定义？ slab.h

在这里插入图片描述

KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE是多大？ 4KB

在这里插入图片描述

大于4KB的内存需求kmalloc用什么分配？

if (size > 4KB)
			return kmalloc_large(size, flags);

具体流程：
在这里插入图片描述
alloc_pages 直接从伙伴系统拿

|-kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
|----kmalloc_large(size, flags);
|-------get_order(size);
|-------alloc_pages(flags, order);

小于4KB的内存需求kmalloc用什么分配？

从kmalloc cache中分配，kmalloc cache是多个slab节点的kmem cache
详细参考文章：《【1000个Linux内存知识-013】-关于kmalloc分配内存使用的kmalloc cache的全局表kmalloc_caches和kc名字表kmalloc_info》
简单信息如下：

关于kmalloc_caches

kmalloc_caches是一个二维数组指针：
第一维总的3个类型（nomal reclaim dma）
第二维每类13个（page_order+1) kmem_cache，每个kmem_cache是负责一些数据大小的内存分配，比如小于8字节的就在第三个kmem_cache（具体待研究）
在这里插入图片描述

三种kmalloc cache的数量：

graph LR
3种kmalloc cache --> KMALLOC_NORMAL
3种kmalloc cache --> KMALLOC_RECLAIM
3种kmalloc cache --> KMALLOC_DMA

在这里插入图片描述

关于kmalloc_cache中每类13个kmem_cache与实际需要分配的size大小的对应关系

每个kmem_cache是负责一些数据大小的内存分配，比如小于8字节的就在第三个。
在这里插入图片描述
size_index表示 size对应的index的mapping获取，只是size_index进行了8个字节的压缩。也就是1-8是同一个mapping。

为什么找一个size对应的kmem_cache要整这么麻烦？
为什么要按照192进行区隔开？
以后完善。

kmalloc具体分配小于4K的流程

|-kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
|----__kmalloc(size_t size, gfp_t flags) //小于4KB
|-------kmalloc_large(size, flags);
|-----------struct kmem_cache *s = kmalloc_slab(size, flags); //获取slab cache
|-----------slab_alloc(s, flags, _RET_IP_); 分配