linux内存管理之伙伴系统分析(大内存分配)(续二)

luqc

三:alloc_pages()/alloc_page 实现分析
函数原型:
         alloc_pages(unsigned int gfp_mask, unsigned int order);
         alloc_page(unsigned int  gfp_mask);
其中alloc_pages()来了分配多页内存,而alloc_page()只用来分配单页内存.
在内核中,alloc_page就是调用了alloc_pages(gfp_mask,0)来实现的
gfp_mask表示分配的标志.
关于alloc_pages/alloc_page的调用,请参阅相关的的资料
此外,alloc_pages返回的是page结构,如果要使用分配到的内存,还需使用void *page_address(struct page *page)将其转换一下.
看一下具体的代码:
static inline struct page *
alloc_pages(unsigned int gfp_mask, unsigned int order)
{
         //参数有效性判断.MAX_PRDER通常被定义为11,所以,最大只能分得2^10大小的内存
         if (unlikely(order >= MAX_ORDER))
                   return NULL;
         return alloc_pages_current(gfp_mask, order);
}
struct page *alloc_pages_current(unsigned gfp, unsigned order)
{
         //当前进程的内存分配策略,通常为NULL
         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;

         if (!pol || in_interrupt())
                   pol = &default_policy;
         if (pol->policy == MPOL_INTERLEAVE)
                   return alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
         return __alloc_pages(gfp, order, zonelist_policy(gfp, pol));
}
Zonelist_policy():根据参数标志和当前CPU节点得到合适的zone_list.
跟踪进__alloc_pages()
struct page * fastcall
__alloc_pages(unsigned int gfp_mask, unsigned int order,
                   struct zonelist *zonelist)
{
         const int wait = gfp_mask & __GFP_WAIT;
         unsigned long min;
         struct zone **zones, *z;
         struct page *page;
         struct reclaim_state reclaim_state;
         struct task_struct *p = current;
         int i;
         int alloc_type;
         int do_retry;
         int can_try_harder;
         //自旋锁睡眠调试函数,在没有开启相关DEBUG开关的情况下,此函数即为空
         might_sleep_if(wait);
         
         can_try_harder = (unlikely(rt_task(p)) && !in_interrupt()) || !wait;
         //取得zonelist中的zone数组
         zones = zonelist->zones;  /* the list of zones suitable for gfp_mask */

         //如果管理区为空,退出
if (unlikely(zones[0] == NULL)) {
                   /* Should this ever happen?? */
                   return NULL;
         }
         //所要分配的类型,比如说ZONE_DMA
         alloc_type = zone_idx(zones[0]);

         /* Go through the zonelist once, looking for a zone with enough free */
         for (i = 0; (z = zones) != NULL; i++) {
                   //找到一个合适大小的zone区
                   //判断分配之后的内存是否超过所充许的低位pages_low
                   min = z->pages_low + (1protection[alloc_type];
                   if (z->free_pages
                            continue;
                   //从此zone中分配内存页面
                   page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
                   if (page)
                            goto got_pg;
         }
         
//分配内存失败了,唤醒kswapd进行内存回收
         for (i = 0; (z = zones) != NULL; i++)
                   wakeup_kswapd(z);

         /*
          * Go through the zonelist again. Let __GFP_HIGH and allocations
          * coming from realtime tasks to go deeper into reserves
          */
         for (i = 0; (z = zones) != NULL; i++) {
                   //进行内存回收之后,重新寻找有空闲的zone区,这次降低了低位要求
                   min = z->pages_min;
                   if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
                            min /= 2;
                   if (can_try_harder)
                            min -= min / 4;
                   min += (1protection[alloc_type];

                   if (z->free_pages
                            continue;

                   page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
                   if (page)
                            goto got_pg;
         }

         //如果运行到这里的话,说明页面分配依然是失败的
         //如果请求内存分配的进程是”内存分配工作者”,比如说kswapd,这类型进程是为内存分配而工作的,进//程mm带有标志PF_MEMALLOC .或者进程是在做”out of memeroy”之类的工具,那就什么都不管了,只要//管理区中有内存就分配给它
         if ((p->flags & (PF_MEMALLOC | PF_MEMDIE)) && !in_interrupt()) {
                   /* go through the zonelist yet again, ignoring mins */
                   for (i = 0; (z = zones) != NULL; i++) {
                            page = buffered_rmqueue(z, order, gfp_mask);
                            if (page)
                                     goto got_pg;
                   }
                   goto nopage;
         }

         /* Atomic allocations - we can't balance anything */
         if (!wait)
                   goto nopage;
//如果运行到这里的话,说明zone 区的空闲内存实在太少,调用try_to_free_pages进行内存回收.把磁盘缓存区,slab缓存区中的页面释放,将inactive_list中的页面交换至磁盘,然后再回收该项页面
rebalance:
         /* We now go into synchronous reclaim */
         p->flags |= PF_MEMALLOC;
         reclaim_state.reclaimed_slab = 0;
         p->reclaim_state = &reclaim_state;

         try_to_free_pages(zones, gfp_mask, order);

         p->reclaim_state = NULL;
         p->flags &= ~PF_MEMALLOC;

         /* go through the zonelist yet one more time */
//回收过后,再请求内存
         for (i = 0; (z = zones) != NULL; i++) {
                   min = z->pages_min;
                   if (gfp_mask & __GFP_HIGH)
                            min /= 2;
                   if (can_try_harder)
                            min -= min / 4;
                   min += (1protection[alloc_type];

                   if (z->free_pages
                       &
               
               
               

本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u2/65447/showart_1665803.html