Linux內存管理之slab機制（創建slab）

1. /*
2. * Grow (by 1) the number of slabs within a cache. This is called by
3. * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
4. */
5. /*使用一個或多個頁面創建一個空slab。
6. objp：頁面虛擬地址，為空表示還未申請內存頁，不為空
7. ，說明已申請內存頁，可直接用來創建slab*/
8. static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
9. gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
10. {
11. struct slab *slabp;
12. size_t offset;
13. gfp_t local_flags;
14. struct kmem_list3 *l3;
16. /*
17. * Be lazy and only check for valid flags here, keeping it out of the
18. * critical path in kmem_cache_alloc().
19. */
20. BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
21. local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
23. /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
24. check_irq_off();
25. /* 獲得本內存節點的slab三鏈 */
26. l3 = cachep->nodelists[nodeid];
27. spin_lock(&l3->list_lock);
29. /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
30. /* 獲得本slab的著色區偏移 */
31. offset = l3->colour_next;
32. /* 更新著色區偏移，使不同slab的著色偏移不同 */
33. l3->colour_next++;
34. /* 不能超過著色區的總大小，如果超過了，重置為0。這就是前面分析過的著色循環問題
35. 。事實上，如果slab中浪費的空間很少，那麼很快就會循環一次。*/
36. if (l3->colour_next >= cachep->colour)
37. l3->colour_next = 0;
38. spin_unlock(&l3->list_lock);
39. /* 將著色單位區間的個數轉換為著色區大小 */
40. offset *= cachep->colour_off;
42. if (local_flags & __GFP_WAIT)
43. local_irq_enable();
45. /*
46. * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
47. * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
48. * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
49. * will eventually be caught here (where it matters).
50. */
51. kmem_flagcheck(cachep, flags);
53. /*
54. * Get mem for the objs. Attempt to allocate a physical page from
55. * 'nodeid'.
56. */
57. if (!objp)/* 還未分配頁面，從本內存節點分配1<<cachep->gfporder個頁面
58. ，objp為slab首頁面的虛擬地址 */
59. objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
60. if (!objp)
61. goto failed;
63. /* Get slab management. */
64. /* 分配slab管理對象 */
65. slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
66. local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
67. if (!slabp)
68. goto opps1;
69. /* 設置page到cache、slab的映射 */
70. slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
72. /* 初始化slab中的對象 */
73. cache_init_objs(cachep, slabp);
75. if (local_flags & __GFP_WAIT)
76. local_irq_disable();
77. check_irq_off();
78. spin_lock(&l3->list_lock);
80. /* Make slab active. */
81. list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
82. /* 更新本cache增長計數 */
83. STATS_INC_GROWN(cachep);
84. /* 更新slab鏈表中空閒對象計數 */
85. l3->free_objects += cachep->num;
86. spin_unlock(&l3->list_lock);
87. return 1;
88. opps1:
89. kmem_freepages(cachep, objp);
90. failed:
91. if (local_flags & __GFP_WAIT)
92. local_irq_disable();
93. return 0;
94. }

執行流程：

1，從cache結構中獲得並計算著色區偏移量；

2，從伙伴系統中獲得1<<cachep->gfporder個頁面用於slab；

3，初始化slab中相關變量，如果是外置式slab需要從新申請slab管理區的空間，由函數alloc_slabmgmt()實現。

1. /*分配slab管理對象*/
2. static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3. int colour_off, gfp_t local_flags,
4. int nodeid)
5. {
6. struct slab *slabp;
8. if (OFF_SLAB(cachep)) {
9. /* Slab management obj is off-slab. */
10. /* 外置式slab。從general slab cache中分配一個管理對象，
11. slabp_cache指向保存有struct slab對象的general slab cache。
12. slab初始化階段general slab cache可能還未創建，slabp_cache指針為空
13. ，故初始化階段創建的slab均為內置式slab。*/
14. slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
15. local_flags, nodeid);
16. /*
17. * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
18. * but no one has a reference to it), we want to make sure
19. * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
20. * to the object. Otherwise we will not report the leak.
21. *//* 對第一個對象做檢查 */
22. kmemleak_scan_area(slabp, offsetof(struct slab, list),
23. sizeof(struct list_head), local_flags);
24. if (!slabp)
25. return NULL;
26. } else {/* 內置式slab。objp為slab首頁面的虛擬地址，加上著色偏移
27. ，得到slab管理對象的虛擬地址 */
28. slabp = objp + colour_off;
29. /* 計算slab中第一個對象的頁內偏移，slab_size保存slab管理對象的大小
30. ，包含struct slab對象和kmem_bufctl_t數組 */
31. colour_off += cachep->slab_size;
32. } /* 在用（已分配）對象數為0 */
33. slabp->inuse = 0;
34. /* 第一個對象的頁內偏移，可見對於內置式slab，colouroff成員不僅包括著色區
35. ，還包括管理對象占用的空間
36. ，外置式slab，colouroff成員只包括著色區。*/
37. slabp->colouroff = colour_off;
38. /* 第一個對象的虛擬地址 */
39. slabp->s_mem = objp + colour_off;
40. /* 內存節點ID */
41. slabp->nodeid = nodeid;
42. /* 第一個空閒對象索引為0，即kmem_bufctl_t數組的第一個元素 */
43. slabp->free = 0;
44. return slabp;
45. }