page_alloc zone_pcp_enable

PCP（Per-CPU Pages）缓存的禁用与启用函数，用于在内存热插拔等需要“冻结”PCP 缓存的场景中，临时关闭某个 zone 的 PCP 机制。

一、zone_pcp_disable()—— 禁用 zone 的 PCP 缓存

void zone_pcp_disable(struct zone *zone) { mutex_lock(&pcp_batch_high_lock); __zone_set_pageset_high_and_batch(zone, 0, 0, 1); __drain_all_pages(zone, true); }

逐步解析

1. 获取全局互斥锁

mutex_lock(&pcp_batch_high_lock);

• 前面讲过的pcp_batch_high_lock：保护 PCP 的high/batch字段更新。

• 获取它确保在禁用期间，没有其他更新者并发修改 PCP 配置。

• 注意：这把锁在zone_pcp_enable()中才释放，形成disable/enable 的配对临界区。

2. 把 PCP 配置设为“禁用”状态

__zone_set_pageset_high_and_batch(zone, 0, 0, 1);

• 前面讲过的__zone_set_pageset_high_and_batch()：遍历所有 CPU，更新 PCP 的high_min、high_max、batch。

• 参数(0, 0, 1)的含义：

  • high_min = 0、high_max = 0：高水位为 0，意味着 PCP 缓存不能保留任何页——一旦有页放入，立即触发批量归还。

  • batch = 1：批量大小为 1，每次只处理一页。

• 效果：PCP 缓存形同虚设，所有分配/释放几乎直接走伙伴系统。

3. 强制排空所有 CPU 的 PCP 缓存

__drain_all_pages(zone, true);

• 前面讲过的__drain_all_pages(zone, force_all_cpus)：排空指定 zone 在所有 CPU 上的 PCP 缓存。

• force_all_cpus = true：强制在所有 CPU 上执行排空，跳过“非空检查”的竞态优化。

• 这是为了确保彻底清空——因为内存热插拔要求该 zone 的 PCP 缓存中不能有任何页残留，否则隔离/下线会失败。

为什么需要force_all_cpus = true？

前面讲__drain_all_pages()时提到过：普通的非空检查存在竞态——一个 CPU 的 PCP 看起来是空的，但另一个 CPU 正好在释放页到该 PCP 且尚未增加count。内存热插拔对“彻底清空”有强要求，所以必须强制排空所有 CPU。

二、zone_pcp_enable()—— 重新启用 zone 的 PCP 缓存

void zone_pcp_enable(struct zone *zone) { __zone_set_pageset_high_and_batch(zone, zone->pageset_high_min, zone->pageset_high_max, zone->pageset_batch); mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock); }

逐步解析

1. 恢复 zone 的正常 PCP 配置

__zone_set_pageset_high_and_batch(zone, zone->pageset_high_min, zone->pageset_high_max, zone->pageset_batch);

• 从 zone 的pageset_*字段中取回禁用前的正常配置：

  • zone->pageset_high_min/pageset_high_max：该 zone 的高水位范围；

  • zone->pageset_batch：批量大小。

• 这些值是在zone_set_pageset_high_and_batch()中计算并保存的。

• 通过__zone_set_pageset_high_and_batch()重新分发到所有 CPU 的 PCP 结构。

2. 释放全局互斥锁

mutex_unlock(&pcp_batch_high_lock);

• 释放pcp_batch_high_lock，结束 disable/enable 的临界区。

• 之后其他更新者可以正常修改 PCP 配置。

三、disable/enable 的配对使用

这两个函数必须成对调用：

zone_pcp_disable(zone); // 加锁，禁用 PCP，排空 /* ... 执行需要 PCP 无残留的操作，如内存隔离、下线 ... */ zone_pcp_enable(zone); // 恢复 PCP，解锁

典型使用场景

1. 内存热插拔下线

offline_pages()在隔离 pageblock 之前，需要确保 PCP 缓存中没有该 zone 的页，否则这些页可能“躲过”隔离。所以先zone_pcp_disable()，下线完成后再zone_pcp_enable()。

2. CMA 分配

alloc_contig_range()在需要大块连续内存时，可能通过zone_pcp_disable()确保 PCP 缓存不干扰隔离。

3. 内存规整

某些极端场景下，规整需要 PCP 缓存无残留。

四、与前面内容的呼应

五、小结表

一句话总结

zone_pcp_disable()和zone_pcp_enable()是 PCP 缓存的禁用/启用配对函数：disable 时获取pcp_batch_high_lock，把 zone 的 PCP 配置设为high=0, batch=1使其形同虚设，并强制排空所有 CPU 的 PCP 缓存以确保无页残留；enable 时从 zone 保存的pageset_*字段恢复正常配置并释放锁。它们用于内存热插拔、CMA 分配等需要 PCP 缓存彻底清空的场景，确保隔离和迁移操作不受 PCP 中滞留页的干扰。