page_alloc free_contig_range

free_contig_range()是alloc_contig_range()的配套释放函数，用于释放通过连续内存分配接口获得的页块。

核心作用与背景

前面讲过，alloc_contig_range()/alloc_contig_pages()通过隔离和迁移，从伙伴系统中“挖”出一段连续的物理内存。这些页在分配时是独立的单页（每页引用计数为 1，非复合页），因此不能用常规的free_pages()按阶数整体释放。

free_contig_range()就是专门用来释放这类连续内存的：逐页释放。

核心实现

实现非常直接：

/** * free_contig_range() - Free pages in a range * @pfn: The start pfn of the pages being freed. * @nr_pages: The number of pages being freed */ void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned long nr_pages) { unsigned long end = pfn + nr_pages; while (pfn < end) __free_page(pfn_to_page(pfn++)); } EXPORT_SYMBOL(free_contig_range);

逐步解析

1. 计算结束 PFN

unsigned long end = pfn + nr_pages;

把起始 PFN 和页数转换为[pfn, end)区间。

2. 逐页释放

while (pfn < end) __free_page(pfn_to_page(pfn++));

• 遍历[pfn, end)中的每一页。

• 对每页调用__free_page()（等价于__free_pages(page, 0)），作为order-0 单页释放回伙伴系统。

• 每页的引用计数在分配时已被设为 1，__free_page()会将其归零并归还。

3.EXPORT_SYMBOL

导出给模块使用，因为 CMA、内存热插拔等子系统可能需要释放连续内存。

与alloc_contig_range()的对称性

两者是严格配对的：用alloc_contig_range()分配的连续内存，必须用free_contig_range()释放，不能用free_pages()。

为什么不能整体释放？

alloc_contig_range()分配的页有几个特殊性：

1. 非复合页：没有__GFP_COMP，没有 head/tail 关系，不能作为一个整体处理。

2. 独立引用计数：每页引用计数为 1，独立管理。

3. 可能不对齐：范围可能不是MAX_ORDER对齐的，无法用单一的order描述。

4. 迁移类型可能混合：释放时每页会根据自己的迁移类型归入对应链表。

所以只能逐页释放，让伙伴系统在每页释放时自行尝试合并。

典型使用场景

1. CMA 释放

CMA 分配器在释放连续内存时调用free_contig_range()。

2. 内存热插拔

下线内存的流程中，隔离出的页最终通过它归还。

3. 驱动释放 DMA 缓冲

某些驱动通过alloc_contig_pages()获取大块连续内存后，用free_contig_range()释放。

总结

free_contig_range()是alloc_contig_range()的配套逐页释放函数：它遍历[pfn, pfn + nr_pages)中的每一页，调用__free_page()作为 order-0 单页归还给伙伴系统。之所以不能整体释放，是因为alloc_contig_range()分配的页是独立的非复合单页，没有 head/tail 关系，且范围可能不对齐、迁移类型可能混合。它是 CMA、内存热插拔和连续 DMA 缓冲等场景释放连续物理内存的标准接口。