山中功课 119篇

[linux内存管理] 第026篇 从内核源码看 slab 内存池的创建初始化流程 1月前查看 评论
[linux内存管理] 第026篇 从内核源码看 slab 内存池的创建初始化流程

本文详细介绍了Linux内核中slab内存池的创建过程，从源码层面剖析了slab cache的创建、内存布局以及相关数据结构的初始化。文章首先介绍了slab cache的创建接口函数kmem_cache_create，并解释了其参数与slab cache结构体属性之间的对应关系。随后，文章深入探讨了slab cache的创建过程，包括参数校验、锁的获取、复用已有slab cache的尝试以及创建新slab cache的详细步骤。文章还详细介绍了slab对象的内存布局，包括对齐、red zone、freepointer等关键概念，并解释了如何计算slab所需的物理内存页个数。最后，文章介绍了slab cache在NUMA节点和CPU本地缓存中的结构初始化过程，以及slab allocator体系的初始化过程，包括如何解决“先有鸡还是先有蛋”的问题。通过本文的学习，读者可以深入了解slab内存池在Linux内核中的实现细节。

[linux内存管理] 第025篇 细节拉满，80 张图带你一步一步推演 slab 内存池的设计与实现 1月前查看 评论
[linux内存管理] 第025篇 细节拉满，80 张图带你一步一步推演 slab 内存池的设计与实现

本文深入探讨了Linux内核中的slab内存分配器，它是专为频繁分配和释放小内存块设计的内存池。文章首先回顾了Linux内存分配的宏观流程，包括物理内存分配与释放的全链路实现，以及伙伴系统的设计与实现。接着，文章解释了为什么在已经有了伙伴系统的情况下，还需要slab内存池，主要是为了解决小内存频繁分配和释放的场景，提高性能和减少内存浪费。 文章详细介绍了slab内存池的内存布局，包括内存对齐、red zone（红色警戒区域）的插入、freepointer（空闲指针）的存储以及对象的毒化（POISON）和状态跟踪。接着，文章深入分析了slab的总体架构设计，包括slab cache的基本信息管理，如对齐方式、毒化、red zone、追踪信息等，以及slab的组织架构，包括本地cpu缓存和NUMA节点缓存。 最后，文章详细介绍了slab内存分配和释放的原理，包括从本地cpu缓存、本地cpu缓存partial列表、NUMA节点缓存以及从伙伴系统中重新申请slab的场景。同时，文章还详细介绍了slab内存释放的原理，包括释放对象所属slab在cpu本地缓存、本地cpu缓存partial列表、从full slab变为partial slab以及从partial slab变为empty slab的场景。 总的来说，本文详细介绍了slab内存池的架构和原理，对于理解Linux内核中的内存管理机制具有重要意义。

[linux内存管理] 第024篇 slab内存分配器概述 1月前查看 评论
[linux内存管理] 第024篇 slab内存分配器概述

本文主要介绍了Linux内核中的SLUB内存分配器，它是一种针对内核对象进行高效内存分配和回收的机制。以下是文章摘要： SLUB分配器通过以页为单位分配内存，减少了内存浪费，但提高了分配效率。它使用 struct kmem_cache 数据结构来管理每种类型的内核对象，通过批量操作、无锁路径和每CPU本地缓存实现高效与低碎片。文章详细介绍了SLAB分配器中的核心数据结构，包括 struct kmem_cache、slab_flags_t、struct kmem_cache_cpu 和 struct kmem_cache_node，以及它们的作用和关键成员。 SLUB通过减少全局锁的使用，提高多核并发安全性，并通过统计和调优来优化性能。此外，文章还解释了 struct page 中用于SLUB的部分，以及SLUB的对象空间布局。 总体来说，SLUB分配器通过优化内存分配策略，提高了Linux内核的内存利用率和性能。

任务调度器：从入门到放弃（一） 1月前查看 评论
任务调度器：从入门到放弃（一）

本文是关于Linux内核调度器的科普文章，作者XiaoGang通过内部项目复盘中的实际问题，引出了调度器的重要性和工作原理。文章主要内容包括： 1. 调度器的作用：CPU资源有限，但任务数量众多，调度器通过分时复用让用户感觉多个线程同时运行。 2. Linux的调度类：包括stop、deadline、realtime、fair和idle等，各有不同的优先级。 3. RT调度类与fair调度的区别：RT调度类按照优先级顺序选择任务，而fair调度类采用虚拟运行时间（virtual runtime）来决定任务的调度。 4. 调度器管理的任务：只有处于TASK_RUNNING状态的进程在调度器的管理范围内。 5. 比例调度的问题：通过大量低优先级线程可能占用较高资源配额。 6. cgroup的作用和问题：cgroup通过cpu.shares控制资源配额，解决比例调度问题，但同时也带来了一些新的挑战。 文章以实例和实验说明问题，深入浅出地解释了调度器的复杂机制。下周将更新续篇，继续探讨相关话题。

【深入内核】linux ftrace详解 1月前查看 评论
【深入内核】linux ftrace详解

Ftrace（Function Tracer）是Linux内核自带的轻量级跟踪框架，用于记录内核内部事件和函数调用，帮助开发者分析系统执行路径、时序瓶颈和异常行为。Ftrace支持多种trace类型，包括function、function_graph、blk等，可以通过静态插桩和动态插桩两种方式实现。Ftrace可以通过配置内核参数和挂载debugfs文件系统来使能，并通过trace目录下的文件进行操作和管理。常见的trace event包括sched_switch、sched_wakeup、power/suspend_resume等，可以用于调试和分析系统性能和延迟问题。