关于RTT支持的内存分配算法

一个zone的大小在32k ～ 128k字节之间，分配器会在堆初始化时根据堆的大小自动调整。系统中最多包括72种对象的zone，最大能够分配16k的内存空间，如果超出了16k那么直接从页分配器中分配。每个zone上分配的内存块大小是固定的，能够分配相同大小内存块的zone会链接在一个链表中，而72种对象的zone链表则放在一个数组（zone arry）中统一管理。

下面是分配器主要的两种操作：

内存分配： 假设分配一个32字节的内存，SLAB内存分配器会先按照32字节的值，从zone array链表表头数组中找到相应的zone链表。如果这个链表是空的，则向页分配器分配一个新的zone，然后从zone中返回第一个空闲内存块。如果链表非空，则这个zone链表中的第一个zone节点必然有空闲块存在（否则它就不应该放在这个链表中），那么就取相应的空闲块。如果分配完成后，zone中所有空闲内存块都使用完毕，那么分配器需要把这个zone节点从链表中删除。

内存释放：分配器需要找到内存块所在的zone节点，然后把内存块链接到zone的空闲内存块链表中。如果此时zone的空闲链表指示出zone的所有内存块都已经释放，即zone是完全空闲的，那么当zone链表中全空闲zone达到一定数目后，系统就会把这个全空闲的zone释放到页面分配器中去。

这个算法比较复杂，下面就从代码层面来看看它的具体实现方法。

这个算法有如下几个比较重要的函数：
void *rt_page_alloc(rt_size_t npages) void rt_page_free(void *addr, rt_size_t npages) static void rt_page_init(void *addr, rt_size_t npages) void rt_system_heap_init(void *begin_addr, void *end_addr) void *rt_malloc(rt_size_t size) void rt_free(void *ptr)

这里面有个rt_page，这个函数是用来为zone分配内存而使用的。
```struct rt_page_head
{
struct rt_page_head next; / next valid page /
rt_size_t page; / number of page */

/* dummy */
char dummy[RT_MM_PAGE_SIZE - (sizeof(struct rt_page_head *) + sizeof(rt_size_t))];
};```

因为是针对大内存所使用的算法，所以其把给zone使用的内存分配单位定为了4096（4K），其算法与第二种内存算法基本一致，只有一点不同，就是他的结构中包含了每个内存控制块所包含的page数量（对应于算法2的字节数），所以不再需要把所有控制结构用放入一个链表中，而是直接把空闲的控制块放入链表，一旦控制块被分配，将其移出整个链表就好了。

为了理解代码的实现，这里觉得只要知道了page，zone，chunk的关系就可以了。这3个东西均是内存块，但是却是不同的功能。

page很简单，其实就是给zone分配内存时候的最基本的内存单位，RTT中默认为4K。

zone其实就是一个内存池，它的内部被划分为n个相同大小的chunk，这个结构非常类似于第一个内存分配算法mempool。这点从它所包含的成员也可以看出。

```typedef struct slab_zone

chunk就是zone中分配内存的最小单位，类比于mempool中的block，每个zone中chunk的大小都相同。有一个链表将所有未分配的chunk链接起来，当chunk被分配之后就会被移出这个链表。

```typedef struct slab_chunk

RTT内存管理相关的内容都大概分析完了。之后会抽时间继续分析RTT其他部分的代码。



原作者：yushigengyu