linux記憶體管理 夥伴系統演算法

2021-07-31 17:44:31 字數 1031 閱讀 8542

分配記憶體

釋放記憶體

兩個塊的大小相同

兩個塊的位址連續

兩個塊必須是從同乙個大塊分離出來的

linux把每個zone分成max_order個free_area,每個free_are的大小是2的冪次方。max_order的值為11,第0組大小為2^0個頁,第1組大小為2^1個頁,依次類推,最大的是2^10個頁,即1024*4kb=4mb。同樣大小的塊形成乙個鍊錶。每個free_area都維護了乙個位圖,該位圖表示所有的空閒塊,有n個空閒塊,則有n/2位,每位對應兩個夥伴塊,為0代表兩塊都空閒,為1表示其中一塊忙。在每次分配或者釋放時,都要進行異或運算,意思是,初始階段兩塊都空閒,值為0;使用了其中一塊之後,值異或為1;另外一塊如果也使用了,值異或為0;其中一塊釋放兩,值異或為1;兩塊都釋放了,異或為0。
struct free_area

;struct zone

先找到等於或者最接近2的冪次方的鍊錶,檢視對應的free_area的nr_free是否還有剩餘,如果有的話,則直接分配;如果沒有的話,則從更大一級的free_area中尋找,如果有空的,就將該結點取出來,分成兩半,稱為夥伴,一半用於記憶體分配,另一半整合到小一級的free_area中;如果還是沒有,則繼續上面的過程。

釋放記憶體其實是分配的逆過程,當釋放乙個塊時,先查詢對應的free_area中的鍊錶中是否有夥伴存在,如果沒有,則直接把釋放的塊插入free_area結構體成員free_list中;如果有的話,則將其夥伴從鍊錶中取下,合併成乙個大塊,然後在這個大塊對應的free_area中查詢是否有夥伴,依次類推,直到不能合併為止。

減少了空閒分割槽,提高了空間利用率

可以分配連續的記憶體頁面

適合大記憶體分配

合併需要嚴格的條件,不是夥伴不能合併

如果兩個大小相同的記憶體塊之間有乙個小的記憶體塊,則這兩個記憶體塊不能合併

只能分配2的冪次方記憶體區,會造成浪費。比如需要17k時,就只能分配32k大小的記憶體空間,剩下的15k就被浪費了

由於是用鍊錶和位圖進行操作,演算法開銷比較大

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