Linux内存管理伙伴算法释放页

  

 

__free_pages源代码详细分析如下： fastcall void __free_pages(struct page *page, unsigned int order)   {       if (put_page_testzero(page)) {//一般来说，只有当页面的引用计数变为0时，才会释放该页，此处进行页面引用计数的判断            if (order == 0)//如果是释放单个页面，则释放到管理区的每CPU页面缓存中，以加快单页分配速度                free_hot_page(page);           else               __free_pages_ok(page, order);//否则直接释放到伙伴系统中         }   }   void fastcall free_hot_page(struct page *page)   {       free_hot_cold_page(page, 0);   }   free_hot_cold_page源代码详细分析如下：      static void fastcall free_hot_cold_page(struct page *page, int cold)   {       struct zone *zone = page_zone(page);//找到页面所属的管理区        struct per_cpu_pages *pcp;//为等下访问冷热区做准备，pcp是一个中间变量        unsigned long flags;          if (PageAnon(page))//说明page->mapping的第0位是1，说明该页是匿名页            page->mapping = NULL;//则使page->mapping指向NULL        if (free_pages_check(page))//这个函数就是检测page的flag和mapping,_count,_mapcount这几个成员，如果有误，就会进行相应的处理            return;          if (!PageHighMem(page))//如果该内存页不在高端内存域            debug_check_no_locks_freed(page_address(page), PAGE_SIZE);//则调试相关代码        arch_free_page(page, 0);//只有配置了HAVE_ARCH_FREE_PAGE才会起作用        kernel_map_pages(page, 1, 0);          pcp = &zone_pcp(zone, get_cpu())->pcp[cold];//获得本页区的当前cpu，然后找到对应的热区的高速缓存内存，用pcp指针指向它        local_irq_save(flags);//禁止irq中断        __count_vm_event(PGFREE);//统计本CPU上的页面释放次数        list_add(&page->lru, &pcp->list);//把page的lru挂在pcp->list上，挂在pcp->list前面        set_page_private(page, get_pageblock_migratetype(page));//获取页面的迁移类型，并将其保存在page->private中        pcp->count++;//更新当前CPU页面缓存计数        if (pcp->count >= pcp->high) {//页面缓存中保留的页面太多，超过上限了            free_pages_bulk(zone, pcp->batch, &pcp->list, 0);//将页面缓存中的页面释放一部分到伙伴系统中            pcp->count -= pcp->batch;//更新当前CPU中页面缓存计数        }       local_irq_restore(flags);//恢复中断        put_cpu();//preempt_enable()是抢占使能    }      free_pages_bulk源代码详细分析如下：   static void free_pages_bulk(struct zone *zone, int count,                       struct list_head *list, int order)   {       spin_lock(&zone->lock);//上锁        zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);//在释放页之前，先将内存区中页不可回收的标志清除        zone->pages_scanned = 0;//在上一次成功换出页之后，已扫描页计数器        while (count--) {//循环，直到把count个页面全部释放            struct page *page;              VM_BUG_ON(list_empty(list));           page = list_entry(list->prev, struct page, lru);//通过pcp->list找到第一个lru，再通过lru成员找到对应的struct page            /* have to delete it as __free_one_page list manipulates */           list_del(&page->lru);//lru取出后，pcp->list链表就不再指向它了，就要从链表里面移除            __free_one_page(page, zone, order);//这是释放函数的主体，下面会详细讨论        }       spin_unlock(&zone->lock);//解锁    }      _free_pages_ok源代码详细分析如下：   static void __free_pages_ok(struct page *page, unsigned int order)   {       unsigned long flags;       int i;       int reserved = 0;          for (i = 0 ; i < (1 << order) ; ++i)           reserved += free_pages_check(page + i);//在释放页之前，还得先用free_pages_check函数检查页是否有错误，如果有错误就要进行相应的处理，如果没有错误，还需要记录所有页面中需要保留的页面数        if (reserved)//如果在需要释放的一段内存中有需要保留的内存页，那么该段内存就不能释放            return;          if (!PageHighMem(page))//判断页是否在高端内存域中            debug_check_no_locks_freed(page_address(page),PAGE_SIZE<<order);//调试用的相关代码，还不理解，还望指点！        arch_free_page(page, order);//只有配置了HAVE_ARCH_FREE_PAGE才会起作用，也不理解，还望指点        kernel_map_pages(page, 1 << order, 0);          local_irq_save(flags);//禁止中断        __count_vm_events(PGFREE, 1 << order);//统计本CPU上释放的页数        free_one_page(page_zone(page), page, order);//释放函数的主体__free_one_page的封装        local_irq_restore(flags);//恢复中断    }      static void free_one_page(struct zone *zone, struct page *page, int order)   {       spin_lock(&zone->lock);//获得管理区得自旋锁        zone_clear_flag(zone, ZONE_ALL_UNRECLAIMABLE);//在释放之前，先将内存区中页的不可回收标志清除        zone->pages_scanned = 0;//初始化在上一次成功换出页之后，已扫描页的数目。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        __free_one_page(page, zone, order);//释放函数的主体        spin_unlock(&zone->lock);//解锁，有关锁的机制，自己还没有看到，后面的Blog会详细分析    }      __free_one_page源代码详细分析如下：   static inline void __free_one_page(struct page *page,           struct zone *zone, unsigned int order)   {       unsigned long page_idx;       int order_size = 1 << order;       int migratetype = get_pageblock_migratetype(page);          if (unlikely(PageCompound(page)))//要释放的页是巨页的一部分            destroy_compound_page(page, order);//解决巨页标志，如果巨页标志有问题，则退出           page_idx = page_to_pfn(page) & ((1 << MAX_ORDER) - 1);//获取该页得页帧号，并保证该值在一定的范围之内           VM_BUG_ON(page_idx & (order_size - 1));//如果被释放的页不是所释放阶的第一个页，则说明参数有误        VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));//检查页面是否处于zone之中           __mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, order_size);       while (order < MAX_ORDER-1) {//释放页以后，当前页面可能与前后的空闲页组成更大的空闲页面，直到放到最大阶的伙伴系统中            unsigned long combined_idx;           struct page *buddy;              buddy = __page_find_buddy(page, page_idx, order);//找到与当前页属于同一个阶的伙伴系统页面的索引            if (!page_is_buddy(page, buddy, order))//判断预期的伙伴页面是否与当前页处于同一个管理区，并且是否处于空闲状态。如果不是，则不能与该页合并为大的伙伴，退出                break;      /* Move the buddy up one level. */              list_del(&buddy->lru);//如果能够合并，则将伙伴页从伙伴系统中摘除            zone->free_area[order].nr_free--;//同时减少当前阶中的空闲页计数            rmv_page_order(buddy);//清除伙伴页的伙伴标志，因为该页会被合并            combined_idx = __find_combined_index(page_idx, order);//计算合并内存块的索引            page = page + (combined_idx - page_idx);//得到新的页面起始地址            page_idx = combined_idx;//为下一轮循环做准备            order++;//为下一轮循环做准备        }       set_page_order(page, order);//设置伙伴页中第一个空闲页的阶        list_add(&page->lru,           &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);//将当前页面合并到空闲链表的最后，尽量避免将它分配出去        zone->free_area[order].nr_free++;   }