【1000个Linux内存知识-012】slab slub slob是什么关系？是共存的吗？从源码级别看一下

1. 综述

slab slub slob都是用来管理物理内存的cache，伙伴系统以页帧为粒度分配物理内存，至少需要4KB（按照4K页表）。分配小于4KB的就是交给slab系统（当让slab也能分配大于4K的）。slab/slub/slob都属于kmem缓存管理系统。
为什么需要缓存，不用每次需要使用的时候才分配物理页，提高效率。
为什么需要slab缓存，分配内存大小需求不一，时机不一，空间不一，因为小size需求 和 伙伴系统页帧的冲突，需要一个更小粒度的分配管理器。所以slab也是一种物理内存分配器。allocater。
结论先行：

• 在同一系统中kmem缓存管理只使用slab或者slub或者slob一种，不是共存，通过menuconfig配置，配置后编译不同的文件，不同文件提供相同的抽象kmem_cache
• slab比较浪费资源，现在主要slub？
• slob是嵌入式系统对资源要求高，相当于简化了slab

2 先看字面意思

• slab 厚石板
• slub 薄纱
• slob 懒汉

初步可以看到slab和slub区别在于slab更厚

3. slab slub slob在系统中配置使用选择一个

3.1 通过boot下配置文件看到三选一

cat /boot/config-$(uname -r) | grep -iE “sl.b[=| ]”
可以看到实验系统使用了slub

3.2 通过内核编译Makefile看到三选一

也就是config配置在编译期间生效的地方

内核路径：mm/Makefile

可以看到根据menuconfig配置会编译不同的C源文件:

• slab.c
• slub.c
• slob.c

3.3 通过每个源文件中kmem_cache的定义看不同

struct kmem_cache是slab系统的主要数据结构，用来管理多个内存小块（object）的。
slab系统通过提供不同的kmem_cache来分类不同类型的slab。比如kmalloc就在slab系统中注册了很多cache，比如kmalloc-32 kmalloc-64分别都申请了一类slab

cat /proc/slabinfo |grep kmalloc|active_objs -E

下面来看这三个“slab"对kmem_cache定义，来看他们的不同。
源文件路径：

内核路径:

• mm/slab.c
• mm/slub.c
• mm/slob.c
  

3.3.1 slab中的kmem_cache

在slab_def.h

3.3.2 slub中的kmem_cache

在slub_def.h

3.3.3 slob中的kmem_cache

在slab.h中 需要配置CONFIG_SLOB

3.4 一张图对比slab slob slub对kmem_cache

4. 某个模块如何自己管理自己的slab

本文简单提一下，后面单独文章说明。
slab主要提供了四个接口：

• kmem_cache_create 批发内存给自己 需要制定名字，返回一个slab描述符struct kmem_cache。会从per_cpu的本地缓存池或者共享缓存池里面分配？
• kmem_cache_destory 释放批发的内存
• kmem_cache_alloc 从create的cache中分配内存
• kmem_cache_free 释放内存给create的cache中

5. 附属信息

看系统中有哪些模块自己申请了自己的slab

cat /proc/slabinfo | awk ‘{print $1}’ | sort

Acpi-Namespace
Acpi-Operand
Acpi-ParseExt
Acpi-State
anon_vma
bdev_cache
bsg_cmd
buffer_head
cfq_io_cq
cred_jar
dax_cache
dentry
dio
dmaengine-unmap-128
dmaengine-unmap-256
dma-kmalloc-1024
dma-kmalloc-128
dma-kmalloc-16
dma-kmalloc-192
dma-kmalloc-2048
dma-kmalloc-256
dma-kmalloc-32
dma-kmalloc-4096
dma-kmalloc-512
dma-kmalloc-64
dma-kmalloc-8
dma-kmalloc-8192
dma-kmalloc-96
dm_uevent
dquot
ecryptfs_auth_tok_list_item
ecryptfs_inode_cache
eventpoll_epi
eventpoll_pwq
ext4_allocation_context
ext4_extent_status
ext4_groupinfo_4k
ext4_inode_cache
ext4_io_end
fat_cache
fat_inode_cache
file_lock_cache
files_cache
filp
fscrypt_ctx
fscrypt_info
ftrace_event_field
fuse_inode
fuse_request
hugetlbfs_inode_cache
iint_cache
iint_cache
inode_cache
ip4-frags
jbd2_journal_head
jbd2_revoke_table_s
kcopyd_job
kernfs_node_cache
kmalloc-1024
kmalloc-128
kmalloc-16
kmalloc-192
kmalloc-2048
kmalloc-256
kmalloc-32
kmalloc-4096
kmalloc-512
kmalloc-64
kmalloc-8
kmalloc-8192
kmalloc-96
kmem_cache
kmem_cache_node
lsm_file_cache
mbcache
mm_struct
mnt_cache
mqueue_inode_cache
net_namespace
nsproxy
numa_policy
pid
posix_timers_cache
proc_inode_cache
radix_tree_node
RAW
RAWv6
request_queue
request_sock_TCP
request_sock_TCPv6
shmem_inode_cache
sighand_cache
signal_cache
sigqueue
slabinfo
sock_inode_cache
squashfs_inode_cache
task_group
taskstats
task_struct
TCP
TCPv6
trace_event_file
tw_sock_TCP
tw_sock_TCPv6
UDPv6
userfaultfd_ctx_cache
vm_area_struct
xfrm_dst_cache

6. 综述

• slab slub slob是三选一的关系，用来提供到更细粒度的物理内存
• slab一般代表kmem_cache的cache管理机制，也就是常说slab可能指slab slub或者slob。或者说slab分配器提供三种机制，slab机制，slub机制和slob机制
• 系统编译阶段选择某种slab
• 很多模块自己注册了slab slob，比如kmalloc