조재혁(minzkn@minzkn.com)

2008년 12월 13일 : 어셈러브(http://www.asmlove.co.kr/)의 김기오(gurugio)씨의 Offline study로부터 내용정리
2008년 12월 15일 : 실제 알고리즘을 확인하기 위한 예제구현
2009년 3월 5일 : slab초기화시에 사용가능한 object수를 계산하는 방법으로 변경

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/*
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*/

/* object index의 단위를 나타내는 변수형입니다.
   object수가 65536이상인 경우 이것은 좀 키워야 겠죠. */
typedef unsigned short int __mzslab_index_t;
#define mzslab_index_t __mzslab_index_t

#pragma pack(push,8)
typedef struct mzslab_ts {
    /* object 의 크기를 나타냅니다. */
    size_t object_size;
    /* object 수를 나타냅니다. */
    size_t objects;
    /* 첫 object 의 포인터입니다.
       이 또한 런타임에 계산 가능하지만 미리... */
    unsigned char *entry;
    /* 첫번째 해제된 Object 의 index를 저장합니다.
       만약 이 값이 objects보다 같거나 크게 되면 할당가능한 object가 없게 됩니다. */
    mzslab_index_t f;
}__mzslab_t;
#define mzslab_t __mzslab_t
#pragma pack(pop)

mzslab_t * mzslab_init(void *s_page, size_t s_page_size, size_t s_object_size)
{
    size_t s_index;

    mzslab_t *s_slab;
    mzslab_index_t *s_nft; /* next free table */

    /* page의 첫 선두부분을 slab구조저장영역으로 사용합니다. */    
    s_slab = (mzslab_t *)s_page;
    
    /* 하나의 object가 가지는 유닛의 크기를 저장해둡니다. */
    s_slab->object_size = s_object_size;

    /* 여러가지 page의 크기에 따른 적절한 object수를 산출하기 위해서 slab index영역을 고려한 산출loop를 사용합니다. */
    s_slab->objects = (s_page_size - sizeof(mzslab_t)) / s_object_size;
    while((s_slab->objects > ((size_t)0)) && ((s_page_size - sizeof(mzslab_t)) < ((s_slab->objects * s_object_size) + (s_slab->objects * sizeof(mzslab_index_t))))) {
        s_slab->objects--;
    }
    if(s_slab->objects <= ((size_t)0)) { /* object를 담기에 불가능한 크기인 경우 slab은 초기화 할수 없습니다. */
        return((mzslab_t *)0);
    }

    /* 첫 object를 가르키는 포인터를 저장해둡니다. */
    s_slab->entry = ((unsigned char *)(&s_slab[1])) + (s_slab->objects * sizeof(mzslab_index_t));

    /* 할당되지 않은 object의 첫번째 index를 저장합니다. */
    s_slab->f = (mzslab_index_t)0u;

    /* 해제된 메모리로 표현하기 위하여 index를 초기화 합니다. */    
    s_nft = (mzslab_index_t *)(&s_slab[1]);
    for(s_index = ((size_t)0u);s_index < s_slab->objects;s_index++) {
        s_nft[s_index] = s_index + ((size_t)1u);
    }

    return(s_slab);
}

가장 먼저 Free object block index (s_slab->f)를 0으로 초기화 하고 Slab index table (s_nftn = n + 1)을 순차적으로 그 다음값으로 초기화 하여 Slab을 사용하기 위한 초기화 동작을 완료합니다.

void * mzslab_alloc(mzslab_t *s_slab)
{
    mzslab_index_t *s_nft = (mzslab_index_t *)(&s_slab[1]);
    void *s_result;

    if(s_slab->f >= s_slab->objects) {
        /* 이 경우 메모리에 할당가능한 object가 없다고 판단하면 되겠습니다. */
        s_result = (void *)0;
    }
    else { /* 할당가능한 object가 있으므로 이를 반환합니다. */
        s_result = (void *)(&s_slab->entry[s_slab->f * s_slab->object_size]);
        s_slab->f = s_nft[s_slab->f];
    }

    return(s_result);
}

할당가능한 Free object block index (s_slab->f)에 대응하는 Free object block의 메모리주소 (&s_slab->entry...)를 반환후 s_slab->f가 가르키는 Slab index table (s_nfts_slab->f)에서 가르키는 다음 Free object block index를 s_slab->f로 취하여 할당이 완료되게 됩니다.

/* 원래 s_slab은 전역 cache테이블로 감추고
   s_ptr만으로 추출할수 있도록 구현하는게 바람직하지만
   현재 예제를 들기 위한 부분이기에 그냥 인자로 넘겨 받도록 하여 소개합니다. */
void * mzslab_free(mzslab_t *s_slab, void *s_ptr)
{
    mzslab_index_t *s_nft = (mzslab_index_t *)(&s_slab[1]);
    size_t s_index;

    s_index = (size_t)(((unsigned char *)s_ptr) - s_slab->entry) / s_slab->object_size;

    s_nft[s_index] = s_slab->f;
    s_slab->f = s_index;

    return((void *)0);
}

할당된 Object block memory 주소 (s_ptr)로부터 해당하는 Object block index (s_index)를 취하고 해당 Object block index의 Slab index table (s_ntfs_index)에 현재 할당 가능한 Freee object block index (s_slab->f)를 저장하고 Object block index (s_index)를 Free object block index (s_slab->f)에 저장하여 해제동작이 완료됩니다.