在Linux當(dāng)中，物理內(nèi)存的劃分之前已經(jīng)寫過(guò)一篇了，今天來(lái)講講內(nèi)存的具體分配

首先，內(nèi)存被分成一個(gè)一個(gè)的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)由不同的區(qū)域組成，當(dāng)在區(qū)域內(nèi)部需要使用物理內(nèi)存的時(shí)候，就是今天要講的伙伴系統(tǒng)登場(chǎng)的時(shí)候了。

首先，各個(gè)內(nèi)存區(qū)域的空閑可用物理內(nèi)存被分割成一個(gè)一個(gè)的鏈表，每個(gè)鏈表當(dāng)中的元素表示的空閑頁(yè)的大小都是相同的，且都是2的整數(shù)次冪，這一個(gè)個(gè)的鏈表，就按照整數(shù)次冪（之后叫order）的大小排列在一個(gè)數(shù)組當(dāng)中。

當(dāng)系統(tǒng)需要分配一個(gè)大小為k的空間的時(shí)候，會(huì)先將k按照2^order對(duì)其，之后就會(huì)先從本地節(jié)點(diǎn)上，按照order從小到達(dá)的次序去遍歷各個(gè)鏈表，直到找到剛好匹配。如果沒(méi)有剛好匹配，則需要在更大的鏈表上拿下一個(gè)更大塊的內(nèi)存，取出自己需要的之后，還要將剩下的部分塞回到對(duì)應(yīng)order的鏈表之上。如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的所有鏈表均沒(méi)有匹配，則需要在其他節(jié)點(diǎn)上“遠(yuǎn)程調(diào)度”，這種情況對(duì)應(yīng)的消耗會(huì)比較大。

以上就是簡(jiǎn)單的講述了伙伴系統(tǒng)的功能，其分配的基本單位是頁(yè)，一般為4k

由于buddy-system的基本單位為4k，但是內(nèi)核當(dāng)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒(méi)有那么大，而且頻繁分配釋放也會(huì)造成大量不必要的消耗，這時(shí)候就需要slab分配器出場(chǎng)了（它在嵌入式的兄弟叫slob，大型機(jī)上的兄弟較slub），其實(shí)slab的功能不僅僅是一個(gè)分配器，也是一個(gè)緩存管理器，其運(yùn)行在伙伴系統(tǒng)之上。我們熟知的task_struct等很多內(nèi)核結(jié)構(gòu)都是由它來(lái)管理的。

當(dāng)我們要申請(qǐng)一個(gè)slab緩存的時(shí)候，需要制定要緩存的固定類型，比如task_struct，這樣，當(dāng)slab拿到物理內(nèi)存的時(shí)候，它就會(huì)把整塊的內(nèi)存排好，只用于存放task_struct，其他的數(shù)據(jù)類型也一樣，另外，所有的slab緩存是通過(guò)鏈表連在一起的。

當(dāng)確定了slab緩存的類型之后，它就會(huì)根據(jù)固定類型的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，選取對(duì)齊位置，選擇和是的padding進(jìn)行對(duì)其，這個(gè)padding可以用來(lái)設(shè)置一些下一個(gè)空閑量偏移之類的東西。

這樣，當(dāng)內(nèi)核需要用到某一種數(shù)據(jù)類型的時(shí)候，就會(huì)先根slab去要，slab如果沒(méi)有，slab就會(huì)去找buddy-system，拿到物理內(nèi)存之后，就按照請(qǐng)求劃分，返回調(diào)用方想要的。

如果是釋放固定的類型，也不是直接返還給物理內(nèi)存，slab依舊持有，方便下一次調(diào)用的是時(shí)候，直接從緩存拿，而較少調(diào)用buddy-system的次數(shù)