linux 内存管理slab源码,Linux内核源代码情景分析-内存管理之slab-回收
图 1
我们看到空闲slab块占用的若干页面，不会自己释放；我们是通过kmem_cache_reap和kmem_cache_shrink来回收的。他们的区别是：
1、我们先看kmem_cache_shrink，代码如下：
int kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
{
if (!cachep || in_interrupt() || !is_chained_kmem_cache(cachep))
BUG();
return __kmem_cache_shrink(cachep);
}
__kmem_cache_shrink，代码如下：
static int __kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
{
slab_t *slabp;
int ret;
drain_cpu_caches(cachep);
spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
/* If the cache is growing, stop shrinking. */
while (!cachep->growing) {//确定缓存区不在growing
struct list_head *p;
p = cachep->slabs.prev;//链表最后面的是空闲块，本例中就是第4个空闲块
if (p == &cachep->slabs)//如果链表中没有slab块，就直接break
break;
slabp = list_entry(cachep->slabs.prev, slab_t, list);
if (slabp->inuse)//如果不是空闲块，就break
break;
list_del(&slabp->list);//如果是空闲块就删除，这样下一次循环cachep->slabs.prev找的就是新的slab块
if (cachep->firstnotfull == &slabp->list)//如果firstnotfull就是这个空闲块，那么系统中一定没有部分块或者空闲块可供分配了
cachep->firstnotfull = &cachep->slabs;//指向cachep->slabs
spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
kmem_slab_destroy(cachep, slabp);//析构对象，并释放空闲slab块所在的所有页面
spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
}
ret = !list_empty(&cachep->slabs);
spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
return ret;
}
kmem_slab_destroy，析构对象，并释放空闲slab块所在的所有页面，代码如下：
static void kmem_slab_destroy (kmem_cache_t *cachep, slab_t *slabp)
{
if (cachep->dtor
......
) {
int i;
for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
......
if (cachep->dtor)
(cachep->dtor)(objp, cachep, 0);//析构所有对象
......
}
}
kmem_freepages(cachep, slabp->s_mem-slabp->colouroff);//释放空闲slab块所占的所有页面
if (OFF_SLAB(cachep))
kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
}
kmem_freepages，释放空闲slab块所占的所有页面，代码如下：
static inline void kmem_freepages (kmem_cache_t *cachep, void *addr)
{
unsigned long i = (1<gfporder);
struct page *page = virt_to_page(addr);
/* free_pages() does not clear the type bit - we do that.
* The pages have been unlinked from their cache-slab,
* but their 'struct page's might be accessed in
* vm_scan(). Shouldn't be a worry.
*/
while (i--) {
PageClearSlab(page);
page++;
}
free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
}
2、再看kmem_cache_reap，遍历cache_chain链表查找合适的缓存区，而且只释放了所选中的缓存区中最多80%的完全空闲slab块，代码如下：
void kmem_cache_reap (int gfp_mask)
{
slab_t *slabp;
kmem_cache_t *searchp;
kmem_cache_t *best_cachep;
unsigned int best_pages;
unsigned int best_len;
unsigned int scan;
if (gfp_mask & __GFP_WAIT)
down(&cache_chain_sem);
else
if (down_trylock(&cache_chain_sem))
return;
scan = REAP_SCANLEN;
best_len = 0;
best_pages = 0;
best_cachep = NULL;
searchp = clock_searchp;//上一次考察的缓存区
do {
unsigned int pages;
struct list_head* p;
unsigned int full_free;
/* It's safe to test this without holding the cache-lock. */
if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
goto next;
spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
if (searchp->growing)//缓存区不能处于增长状态
goto next_unlock;
if (searchp->dflags & DFLGS_GROWN) {
searchp->dflags &= ~DFLGS_GROWN;
goto next_unlock;
}
......
full_free = 0;
p = searchp->slabs.prev;//从空闲块开始
while (p != &searchp->slabs) {
slabp = list_entry(p, slab_t, list);
if (slabp->inuse)
break;
full_free++;//有一个空闲块,full_free就加1
p = p->prev;//往前继续搜索
}
/*
* Try to avoid slabs with constructors and/or
* more than one page per slab (as it can be difficult
* to get high orders from gfp()).
*/
pages = full_free * (1<gfporder);//若干空闲块所占的页面数
if (searchp->ctor)
pages = (pages*4+1)/5;
if (searchp->gfporder)
pages = (pages*4+1)/5;//页面数的百分之80
if (pages > best_pages) {//找到空闲块所占页面数最多的
best_cachep = searchp;
best_len = full_free;//空闲块的个数
best_pages = pages;//若干空闲块所占的页面数的百分之80
if (full_free >= REAP_PERFECT) {
clock_searchp = list_entry(searchp->next.next,
kmem_cache_t,next);
goto perfect;
}
}
next_unlock:
spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
next:
searchp = list_entry(searchp->next.next,kmem_cache_t,next);
} while (--scan && searchp != clock_searchp);//遍历cache_chain链表查找合适的缓存区
clock_searchp = searchp;//这次考察的，也就是下次考察的开始
if (!best_cachep)//没有找到
/* couldn't find anything to reap */
goto out;
spin_lock_irq(&best_cachep->spinlock);
perfect:
/* free only 80% of the free slabs */
best_len = (best_len*4 + 1)/5;//空闲块个数的百分之80
for (scan = 0; scan < best_len; scan++) {//依次释放空闲块
struct list_head *p;
if (best_cachep->growing)//不能处于增长状态
break;
p = best_cachep->slabs.prev;//因为刚才空闲slab块已经删除，所以又指向了新的空闲slab块
if (p == &best_cachep->slabs)//说明所有slab块都已经被遍历过了,break
break;
slabp = list_entry(p,slab_t,list);
if (slabp->inuse)//不是空闲块，break
break;
list_del(&slabp->list);//删除空闲slab
if (best_cachep->firstnotfull == &slabp->list)//如果firstnotfull就是这个空闲块，那么系统中一定没有部分块或者空闲块可供分配了
best_cachep->firstnotfull = &best_cachep->slabs;//指向cachep->slabs
STATS_INC_REAPED(best_cachep);
/* Safe to drop the lock. The slab is no longer linked to the
* cache.
*/
spin_unlock_irq(&best_cachep->spinlock);
kmem_slab_destroy(best_cachep, slabp);//同上
spin_lock_irq(&best_cachep->spinlock);
}
spin_unlock_irq(&best_cachep->spinlock);
out:
up(&cache_chain_sem);
return;
}
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