19 | 土地不能浪费：如何管理内存对象？

我是专栏编辑小新。缩写的代码注释补充如下： bafhlst=block alloc free head list freobjh=free object head kmbext=kernel memory block extend kmsobmgrhed=kernel memory space object manager head onmsz=on memory size kmsob_new_opkmsob=..._Operation 【提示】LMOS不推荐大家通过阅读代码了解原理，更推荐结合课程内容和关键注释学习，先关注关键函数的功能，命名并不重要。

建议大家先浏览文稿，理解数据结构以及整体的设计思路（作者画的数据结构图要了然于胸）。先把数据结构理顺，再细看代码就比较容易了。我一开始也是觉得比较难懂，确实变量和函数名缩写不是很好。但是只要理解文稿中概念，和数据结构对应上，不要陷入这些奇怪的命名，代码思路就清晰了。先不要扣细节，从框架到函数最后到细节。看完还是很有收获的。其实看多了，有些缩写也大概猜得出来。

Linux内存管理之slab分配器分析： 前面分析过了大内存分配的实现机制，事实，上,若为小块内存而请求整个页面，这样对于内存来说是种极度的浪费。因此linux采用了slab来管理小块内存的分配与释放。 1:内核函数经常倾向于反复请求相同的数据类型。比如:创建进程时，会请求一块内存来存放mm结构。 2: 不同的结构使用不同的分配方法可以提高效率。同样，如果进程在撤消的时候，内核不把mm结构释放掉，而是存放到一个缓冲区里，以后若有请求mm存储空间的行为就可以直接从缓冲区中取得，而不需重新分配内存. 3:前面，伙伴系统频繁分配，释放内存会影响系统的效率，以此，可以把要释放到的内存放到缓冲区中，直至超过一-个阀值才把它释放至伙伴系统，这样可以在- -定程度.上缓减减伙伴系统的压力。 4:为了缓减“内碎片”的产生，通常可以把小内存块按照2的倍数组织在一起，这一点和伙伴系统类似，这就是为什么分配内存对象大小时要按照 Cache 行大小的倍数分配。 笔记： 本章内容可以细分为三个小节即：内存的初始化，内存的分配，内存的释放，其具体流程参考neohope的笔记，就不多赘述。

一、整理一下内存结构 1、memmgrob_t中有kmsobmgrhed_t 2、kmsobmgrhed_t中有一个koblst_t数组【KOBLST_MAX个】，序号为n的koblst_t，存储全部实际长度为长度为32*（n+1）内存对象 3、每个koblst_t，都包括一个kmsob_t链表 4、kmsob_t结构如下： 结构体描述部分【 双向链表 扩展结构链表【kmbext_t】 空闲对象链表【freobjh_t】 已分配对象链表【freobjh_t】 占用内存页面管理结构【msomdc_t】 kmsob_t结构体页面链表【so_mc.mc_kmobinlst】 全部kmbext_t结构体页面链表【so_mc.mc_lst】 结构体起止地址 ...... 】 除结构体描述部分，都按相同大小划分为了内存对象【freobjh_t】 5、扩展管理kmbext_t，用于扩容 结构体描述部分{ 双向链表 结构体起止地址 ...... } 除结构体描述部分，都按相同大小划分为了内存对象【freobjh_t】 6、链表处理部分做的真漂亮！ 二、分配内存 1、从memmgrob_t获取kmsobmgrhed_t，也就找到了koblst_t数组 2、根据申请内存对象大小，找到对应的koblst_t【第一个内存对象比需求大的koblst_t】 3、如果koblst_t中没有找到kmsob_t，则要初始化 A、按页申请内存【1、2或4页】 B、进行kmsob_t初始化工作，首先初始化描述部分 C、将之后的空间，按固定大小全部初始化为freobjh_t结构 D、把全部freobjh_t挂载到koblst_t的空闲列表中 E、然后将kmsob_t挂载到koblst_t结构中去 4、在kmsob_t中分配内存对象 4.1、首先判断kmsob_t是否有空闲对象可以分配 4.2、如果没有空闲对象可以分配，则尝试扩容，创建新的kmbext_t：： A、申请内存【1、2或4页】 B、并进行初始化工作kmbext_t，首先初始化描述部分 C、将之后的空间，按固定大小全部初始化为freobjh_t结构 D、把内存页面记录到kmsob_t的页面列表中 E、把freobjh_t挂载到koblst_t的空闲列表中 F、把kmbext_t挂载到kmsob_t的扩展结构链表中 4.3、最后返回一个空闲内存对象，并从空闲列表中移除 5、更新kmsobmgrhed_t结构的信息 6、代码中还有各种加速，加锁解锁、校验代码，可以看下 三、释放内存 1、从memmgrob_t获取kmsobmgrhed_t，也就找到了koblst_t数组 2、根据申请内存对象大小，找到对应的koblst_t【第一个内存对象比需求大的koblst_t】 3、查找内存对象所属的kmsob_t结构 对于koblst_t中的每一个kmsob_t结构： A、先检查内存对象的地址是否落在kmsob_t结构的地址区间 B、然后依次检测内存对象的地址是否落在kmsob_t的各个kmbext_t扩展结构的地址区间 4、释放内存对象，也就是将内存对象添加到空闲列表中 5、尝试销毁内存对象所在 kmsob_t结构 4.1、首先判断该kmsob_t全部内存对象都已释放 4.2、如果全部内存对象都已释放，则释放kmsob_t A、将kmsob_t脱链 B、更新kmsobmgrhed_t结构的信息 C、遍历释放kmsob_t中全部扩展结构占用的内存页面【先脱链，再释放】 D、释放kmsob_t自身占用的全部页面【先脱链，再释放】 6、代码中还有各种加速，加锁解锁、校验代码，可以看下 最后，想问一下，koblst_t在什么情况下，会挂载多个kmsob_t呢？感觉内存对象不够用，就去补充kmbext_t了吧？

怕大家误会我的意思，我再说明一下。我上面的评论其实是在呼吁大家不要拘泥于代码，也不要深陷细节，一叶而障目是学习路上最容易犯的错误。 我以自身为例来说，初学数据结构时，链表是最简单的一种数据结构，老师一讲就懂，书一看就会，可是自己去写，尤其是链表的各种操作都是细节满满，很考验个人代码功底和思维完善性，至今我都记得从我懂链表起，到真正写出一个能work的链表都花了一周时间，最开始写是CV，后面是背，多次画图和理解后我才能闭卷完完整整的写出链表。 虽然这过去了好几年，我也从初学者到现在走了很多路。对于这几节专栏而言，同样如此，无论是上一节的伙伴算法还是这一节的slab，都是linux系统走过了几十年迭代，摸爬滚打过滤下的精华。这样的算法都有一个普遍性，那就是思路和方式听起来都简单，可是自己去实现却又困难重重，所以专栏里面出现了大量的代码，大家都不适应，扣代码细节，反而忘记了buddy和slab要解决的问题，要干什么，为什么这样设计，这才是第一次读专栏的重点。 代码我也没全读懂，代码我也看着头疼，所以我才自勉写下上面的评论，希望大家能跳出来，宏观的看待问题，因为即使是linux本人都未必能扣出细节。大家加油～

为啥不能理解细节代码，强迫症，整体流程明白了，深究代码，结束了之后，再画一遍流程图，加深印象，虽然慢倒也可以，对每个函数 函数参数 步骤 添加注释，笔记+流程图 --->https://aeneag.xyz/virginOS 打卡

评论越来越少，证明能跟上的人也越来越少。 作为一个每节都评论，都思考的人，我也能感受到内容难度的加大，而且缺乏阅读方向，代码量越来越大，但是文章要解决什么问题，思路是什么，为什么要这么解决，为什么不用流程图画一下等等，都能改善专栏阅读的困难。 至于思考题，那就比较简单了，前面的小节也谈过cpu cache line的问题，总而言之分配内存对象大小按照cache行来分配根本原因在于合理利用cpu缓存。

感觉确实如pedro所说，能跟上的人越来越少，可能也和内核越来越深入有关系。 个人想法是不用纠结代码的每一行，更多的跟着注释体会代码整体流程，知道每块代码在做什么，如果有必要，再去看每行代码。 也希望将来能够每个模块与linux内核做一个比较，讲解下优缺点或者差异，让读者能够简单了解linux为了某些目的，增加了那些逻辑。

老师，这个变量名看得真是头疼啊

一开始瞄了一眼发现这节代码比较多，的确有点发怵，但看了评论，知道不抠名字这个细节比较好后，耐下心来看了一遍，基本还是能懂的。老师的图非常给力，行文的思路也清晰，注释也比较到位。看到半年过去了，老师还会回答新读者的提问，这种程度的用心真的让我感动~ 用我自己的话总结一下这节内容吧。 为提高内存利用率，避免需要很少内容时分配一页，引入了内存对象。 一个结构含有一组内存对象，这个结构叫内存对象容器。 内存对象容器加上内存对象数组默认占据一页，如果不够的话可以申请新的页，用一个类似的结构管理扩展的内存对象。 一种内存对象容器对应一种特定大小的内存对象。 有个结构含有一组内存对象容器，姑且叫内存对象容器管理器。 初始化内存管理功能时，也有初始化内存对象容器管理器的数组。但内存对象是有需求才分配的。