內核管理頁面使用了2個算法：夥伴算法和slub算法，夥伴算法以頁為單位管理內存，但在大多數情況下，程序需要的並不是一整頁，而是幾個、幾十個字節的小內存。於是需要另外一套系統來完成對小內存的管理，這就是slub系統。slub系統運行在夥伴系統之上，為內核提供小內存管理的功能。
slub把內存分組管理，每個組分別包含2^3、2^4、...2^11個字節，在4K頁大小的默認情況下，另外還有兩個特殊的組，分別是96B和192B，共11組。之所以這樣分配是因為如果申請2^12B大小的內存，就可以使用夥伴系統提供的接口直接申請一個完整的頁面即可。
slub就相當於零售商，它向夥伴系統“批發”內存，然後在零售出去。一下是整個slub系統的框圖：
一切的一切源於kmalloc_caches[12]這個數組，該數組的定義如下：
struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
每個數組元素對應一種大小的內存，可以把一個kmem_cache結構體看做是一個特定大小內存的零售商，整個slub系統中共有12個這樣的零售商，每個“零售商”只“零售”特定大小的內存，例如：有的“零售商”只"零售"8Byte大小的內存，有的只”零售“16Byte大小的內存。
每個零售商(kmem_cache)有兩個“部門”，一個是“倉庫”：kmem_cache_node，一個“營業廳”：kmem_cache_cpu。“營業廳”裡只保留一個slab，只有在營業廳(kmem_cache_cpu)中沒有空閒內存的情況下才會從倉庫中換出其他的slab。
所謂slab就是零售商(kmem_cache)批發的連續的整頁內存，零售商把這些整頁的內存分成許多小內存，然後分別“零售”出去，一個slab可能包含多個連續的內存頁。slab的大小和零售商有關。
相關數據結構：
物理頁按照對象(object)大小組織成單向鏈表，對象大小時候objsize指定的。例如16字節的對象大小，每個object就是16字節，每個object包含指向下一個object的指針，該指針的位置是每個object的起始地址+offset。每個object示意圖如下：
void*指向的是下一個空閒的object的首地址，這樣object就連成了一個單鏈表。
向slub系統申請內存塊(object)時：slub系統把內存塊當成object看待
1、slub系統剛剛創建出來，這是第一次申請。
此時slub系統剛建立起來，營業廳(kmem_cache_cpu)和倉庫(kmem_cache_node)中沒有任何可用的slab可以使用，如下圖中1所示：
因此只能向夥伴系統申請空閒的內存頁，並把這些頁面分成很多個object，取出其中的一個object標誌為已被佔用，並返回給用戶，其餘的object標誌為空閒並放在kmem_cache_cpu中保存。kmem_cache_cpu的freelist變量中保存著下一個空閒object的地址。上圖2表示申請一個新的slab，並把第一個空閒的object返回給用戶，freelist指向下一個空閒的object。
slub的kmem_cache_cpu中保存的slab上有空閒的object可以使用。
這種情況是最簡單的一種，直接把kmem_cache_cpu中保存的一個空閒object返回給用戶，並把freelist指向下一個空閒的object。
slub已經連續申請了很多頁，現在kmem_cache_cpu中已經沒有空閒的object了，但kmem_cache_node的partial中有空閒的object 。所以從kmem_cache_node的partial變量中獲取有空閒object的slab，並把一個空閒的object返回給用戶。
上圖中，kmem_cache_cpu中已經都被佔用的slab放到倉庫中，kmem_cache_node中有兩個雙鏈表，partial和full，分別盛放不滿的slab(slab中有空閒的object)和全滿的slab(slab中沒有空閒的object)。然後從partial中挑出一個不滿的slab放到kmem_cache_cpu中。
上圖中，kmem_cache_cpu中中找出空閒的object返回給用戶。
4、slub已經連續申請了很多頁，現在kmem_cache_cpu中保存的物理頁上已經沒有空閒的object可以使用了，而此時kmem_cache_node中沒有空閒的頁面了，只能向內存管理器(夥伴算法)申請slab。並把該slab初始化，返回第一個空閒的object。
上圖表示，kmem_cache_node中沒有空閒的object可以使用，所以只能重新申請一個slab。
向slub系統釋放內存塊(object)時，如果kmem_cache_cpu中緩存的slab就是該object所在的slab，則把該object放在空閒鏈表中即可，如果kmem_cache_cpu中緩存的slab不是該object所在的slab，然後把該object釋放到該object所在的slab中。在釋放object的時候可以分為一下三種情況：
object在釋放之前slab是full狀態的時候（slab中的object都是被佔用的），釋放該object後，這是該slab就是半滿（partail）的狀態了，這時需要把該slab添加到kmem_cache_node中的partial鏈表中。
slab是partial狀態時（slab中既有object被佔用，又有空閒的），直接把該object加入到該slab的空閒隊列中即可。
該object在釋放後，slab中的object全部是空閒的，還需要把該slab釋放掉。
這一步產生一個完全空閒的slab，需要把這個slab釋放掉。
這一步產生一個完全空閒的slab，需要把這個slab釋放掉。
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