Linux内存管理之伙伴系统（内存释放）

Linux内核伙伴系统中页面释放，主函数为free_pages（）一、上层操作

/*用虚拟地址进行释放*/
void free_pages（unsigned long addr, unsigned int order）
{
if （addr ！= 0） {
VM_BUG_ON（！virt_addr_valid（（void *）addr））;
__free_pages（virt_to_page（（void *）addr）, order）;/*具体的释放函数*/
}
}

/*释放页面*/
void __free_pages（struct page *page, unsigned int order）
{
if （put_page_testzero（page）） {/*count值减一为0时释放*/
/*调试*/
trace_mm_page_free_direct（page, order）;
if （order == 0）
free_hot_page（page）;/*释放单个页面*/
else
__free_pages_ok（page, order）;
}
}

二、释放单个页面释放单个页面free_hot_page（）调用free_hot_cold_page（）函数

static void free_hot_cold_page（struct page *page, int cold）
{
struct zone *zone = page_zone（page）;
struct per_cpu_pages *pcp;
unsigned long flags;
int migratetype;
int wasMlocked = __TestClearPageMlocked（page）;
/*调试代码*/
kmemcheck_free_shadow（page, 0）;
if （PageAnon（page））
page->mapping = NULL;
if （free_pages_check（page））
return;
if （！PageHighMem（page）） {
debug_check_no_locks_freed（page_address（page）, PAGE_SIZE）;
debug_check_no_obj_freed（page_address（page）, PAGE_SIZE）;
}
/*x86下为空*/
arch_free_page（page, 0）;
/*调试用*/
kernel_map_pages（page, 1, 0）;
/*获得zone对应cpu的pcp*/
pcp = &zone_pcp（zone, get_cpu（））->pcp;
/*获得页面的migratetype*/
migratetype = get_pageblock_migratetype（page）;
set_page_private（page, migratetype）;/*设置私有位为参数*/
local_irq_save（flags）;/*保存中断*/
if （unlikely（wasMlocked））
free_page_mlock（page）;
__count_vm_event（PGFREE）;
/*
* We only track unmovable, reclaimable and movable on pcp lists.
* Free ISOLATE pages back to the allocator because they are being
* offlined but treat RESERVE as movable pages so we can get those
* areas back if necessary. Otherwise, we may have to free
* excessively into the page allocator
*/
if （migratetype >= MIGRATE_PCPTYPES） {
if （unlikely（migratetype == MIGRATE_ISOLATE）） {
/*释放到伙伴系统 */
free_one_page（zone, page, 0, migratetype）;
goto out;
}
migratetype = MIGRATE_MOVABLE;
}
if （cold）/*加入到pcp链表尾部*/
list_add_tail（&page->lru, &pcp->lists[migratetype]）;
else/*加入到pcp链表头部*/
list_add（&page->lru, &pcp->lists[migratetype]）;
pcp->count++;/*pcp计数加一*/
if （pcp->count >= pcp->high） {/*当pcp中页面数量超过他的最高值时，
释放pcp->batch个页面到伙伴系统中*/
free_pcppages_bulk（zone, pcp->batch, pcp）;
pcp->count -= pcp->batch;/*页面数减去释放的页面数量*/
}
out:
local_irq_restore（flags）;/*回复中断*/
put_cpu（）;
}

从pcp中释放页面到伙伴系统中free_pcppages_bulk（）

are in same zone, and of same order.
* count is the number of pages to free.
*
* If the zone was previously in an "all pages pinned" state then look to
* see if this freeing clears that state.
*
* And clear the zone"s pages_scanned counter, to hold off the "all pages are
* pinned" detection logic.
*/
/*从PCP中释放count个页面到伙伴系统中*/
static void free_pcppages_bulk（struct zone *zone, int count,
struct per_cpu_pages *pcp）
{
int migratetype = 0;
int batch_free = 0;
/*
* 虽然管理区可以按照CPU节点分类，但是也可以跨CPU节点进行内存分配，
* 因此这里需要用自旋锁保护管理区
* 使用每CPU缓存的目的，也是为了减少使用这把锁。
*/
spin_lock（&zone->lock）;
/* all_unreclaimable代表了内存紧张程度，释放内存后，将此标志清除 */
zone_clear_flag（zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE）;
zone->pages_scanned = 0;/* pages_scanned代表最后一次内存紧张以来，页面回收过程已经扫描的页数。
目前正在释放内存，将此清0，待回收过程随后回收时重新计数 */
/*增加管理区空闲页数*/
__mod_zone_page_state（zone, NR_FREE_PAGES, count）;
while （count） {
struct page *page;
struct list_head *list;
/*
* Remove pages from lists in a round-robin fashion. A
* batch_free count is maintained that is incremented when an
* empty list is encountered. This is so more pages are freed
* off fuller lists instead of spinning excessively around empty
* lists
*/
do {/*从pcp的三类链表中找出不空的一个，释放*/
batch_free++;/*参看英文注释*/
if （++migratetype == MIGRATE_PCPTYPES）
migratetype = 0;
list = &pcp->lists[migratetype];
} while （list_empty（list））;
do {
page = list_entry（list->prev, struct page, lru）;
/* must delete as __free_one_page list manipulates */
list_del（&page->lru）;
/*释放单个页面到伙伴系统，注意这里的分类回收*/
__free_one_page（page, zone, 0, migratetype）;
trace_mm_page_pcpu_drain（page, 0, migratetype）;
} while （--count && --batch_free && ！list_empty（list））;
}
spin_unlock（&zone->lock）;
}

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