深入浅出内存管理--alloc_pages与free_page分析(框图)

alloc_pages

从前面文章的介绍来看，alloc_pages用于连续物理内存的分配，它的实现如下图所示：

从这个流程图来分析，函数是一步一步调用到buffered_rmqueue的，alloc_pages是页分配器的对外接口，系统中很多模块和驱动可以直接调用它申请到内存，而buffered_rmqueue是底层伙伴系统算法的实现。它的流程图如下所示：

这里框图介绍了buffered_rmqueue的实现，从它的命名可以看出，它是带有buffer功能的，为什么要这么操作呢，我们知道伙伴系统这一套算法是有一定复杂度的，如果每次申请都要执行算法扫描一下系统中的内存，那么将会比较耗时，所以加上per cpu高速缓存，当我们申请单个page时，优先从缓存中获取，这样就提升了效率，同时作为per cpu的缓冲，也将提升CPU效率，因为不用频繁进行cache的切换，提升cache命中的概率。

free_page

free page是释放page的接口，它的实现如下图：

释放过程是申请的逆过程，当释放单个page时，优先释放给per cpu高速缓冲区管理，如果高速缓存内的内存大小超出一个设定值，那么高速缓存也会释放一部分给到伙伴系统，而伙伴系统通过循环执行__free_one_page来释放内存到对应的空闲free_area。