lnux核心的malloc實現（Oracle的cache buffer影子）

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lnux核心的malloc實現（Oracle的cache buffer影子）

本文原創為freas_1990，轉載請標明出處：http://blog.csdn.net/freas_1990/article/details/12845059

 

本文介紹一下malloc的原理，對mm感興趣（或者對Oracle internal實現感興趣）的同學能在本文找到感興趣的內容。

malloc主要由兩個結構體做支撐。

struct bucket_desc { /* 16 bytes */ void   *page; struct bucket_desc *next; void   *freeptr; unsigned short  refcnt; unsigned short  bucket_size;};

這個結構體是一個bucket descriptor。所有的object會通過鏈錶鏈接起來。 

struct _bucket_dir {/* 8 bytes */intsize;struct bucket_desc*chain;};

這是bucket的目錄。

我畫了兩個圖來描述一個page（頁面;4k）如何被這兩個結構體描述。

 

 

一個4k的頁面被分配到若剛個16 bytes大小的bucket中

 

 

一個4k的頁面被分配到若剛個32 bytes大小的bucket中。

那麼，這些資料結構是如何被初始化的呢？

首先，在核心代碼裡，寫入程式碼了如下資料。

struct _bucket_dir bucket_dir[] = {{ 16,(struct bucket_desc *) 0},{ 32,(struct bucket_desc *) 0},{ 64,(struct bucket_desc *) 0},{ 128,(struct bucket_desc *) 0},{ 256,(struct bucket_desc *) 0},{ 512,(struct bucket_desc *) 0},{ 1024,(struct bucket_desc *) 0},{ 2048, (struct bucket_desc *) 0},{ 4096, (struct bucket_desc *) 0},{ 0,    (struct bucket_desc *) 0}};   /* End of list marker */

定義了粒度從16起的次方增長。

我寫了簡化的虛擬碼來描述整個流程。

malloc的虛擬碼：

procedure:get the bucket_desc with object size(for example 16 bytes)if(search bucket_desc list for free space){return  bdesc->freeptr} else {if(init_bucket_desc){return  bdesc->freeptr} else {panic("init_bucket_desc error")}}init_bucket_desc:if(page = get_one_page){sepreated the page(4k) with dir->sizelink all the pieces} else {panic("get page error")}end procedure

free的虛擬碼：

procedure:get the bucket_desc with object size(for example 16 bytes)if(search bucket_desc list for the related bucket_desc){erase bdesc->freeptrbdesc->refcnt--if(bdesc->refcnt == 0){if(whole page NULL){if(!free_page(bdesc->page)){panic("free_page error")}}}} else {panic("input pointer not right")}end procedure

關於資料結構效能的思考：

       這裡的主要資料結構就是單向鏈表，尋找的時間複雜為O(N)，屬於暴力尋找。

       用了10個元素的數組做分拆，當記憶體使用量過大的時候，這個資料結構就不能承載了。

       或許採用一個hash或者樹形結構能解決問題。

       不過，對於20年前的記憶體來說，完全能應付了:)
 

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