[系统运维] linux内核-内存管理slub分配器

开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> 系统运维 -> linux内核-内存管理slub分配器 -> 正文阅读

[系统运维]linux内核-内存管理slub分配器

slub分配器使用

在这里插入图片描述

kmem_cache数据结构

在这里插入图片描述

slab分配器的对象单位–>管理自己的kmem_cache–>kmem_cache存在于slab_caches双链表中

kmem_cache里的一些小slab对象–>存在于“kmem_cache_node->partial”中 --> 每个node对应于kmem_cache_node数组项

kmem_cache里的另一部分小slab对象–>存在于“kmem_cache_cpu->partial”中

slab中没有被使用的对象称为空闲对象(free object)，同一slab中的所有空闲对象被串成了一个单项链表(freelist)，每个空闲对象的首地址 + kmem_cache->offset处会保存下一个空闲对象的地址，这样就形成了一个单链表

分配对象

在这里插入图片描述

有了上面的kmem_cache结构体就可以通过kmem_cache_alloc（）分配对象在分配时有如下情况：

fast path：直接从本地cpu缓存中的freelist拿到可用object
slow path：本地cpu缓存中的freelist为NULL，但本地cpu缓存中的partial中有未满的slab
very slow path：本地cpu缓存中的freelist为NULL，且本地cpu缓存中的partial也无slab可用。

内存管理是按大小块管理的具体可看cat /proc/slainfo 大小相同的会物理相邻

专用高速缓存是由kmem_cache_creat()函数创建的，专门使用与特殊类型的对象

普通高速缓存使用kmalloc()进行分配

释放对象

在这里插入图片描述

函数定义：

/*分配一块给某个数据结构使用的缓存描述符
  name:对象的名字   size:对象的实际大小  align:对齐要求，通常填0，创建是自动选择。   flags:可选标志位    ctor: 构造函数 */
struct kmem_cache *kmem_cache_create( const char *name, size_t size, size_t align, unsigned long flags， void (*ctor)(void*));
/*销毁kmem_cache_create分配的kmem_cache*/
int kmem_cache_destroy( struct kmem_cache *cachep);

/*从kmem_cache中分配一个object  flags参数:GFP_KERNEL为常用的可睡眠的，GFP_ATOMIC从不睡眠 GFP_NOFS等等等*/
void* kmem_cache_alloc(struct kmem_cache* cachep, gfp_t flags);
/*释放object,把它返还给原先的slab*/
void kmem_cache_free(struct kmem_cache* cachep,  void* objp);

常见的pwn题使用kmem_cache_alloc_trace如下：(ctf linux内核-内存管理slub分配器)

int __cdecl sudrv_init()
{
  int v0; // eax
  __int64 v1; // rdi

  printk("\x016SUCTF 2019 SUDriver\n");
  v0 = _register_chrdev(0xE9LL, 0LL, 0x100LL, "meizijiutql", &fops);
  v1 = kmalloc_caches[12];
  su_fd = v0;
  su_buf = (char *)kmem_cache_alloc_trace(v1, 0x480020LL, 0x1000LL);// 
                                                // kmem_cache_alloc_trace(cachep, flags,size);
  return 0;
}