drop_caches_sysctl_handler 函数

通过 echo 到文件/proc/sys/vm/drop_cache的处理函数为drop_caches_sysctl_handler，其中echo 1 > /proc/sys/vm/drop_cache为释放page 页cache，echo 2 > /proc/sys/vm/drop_cache为释放slab cache， echo 3 > /proc/sys/vm/drop_cache为释放page 页cache和slab cache。

释放slab

echo 2 > /proc/sys/vm/drop_cache为释放slab cache其主要处理函数为drop_slab->drop_slab_node

首先通过mem_cgroup_iter用于遍历内存控制组（memory cgroup，简称memcg）其中第一个参数root：层次结构的根节点，即遍历的起始点。第二个参数prev：上一次调用返回的内存控制组，如果是第一次调用则为NULL。第三个参数reclaim：用于共享回收遍历的cookie，如果是完整的遍历则为NULL。再通过内层do-while循环遍历所有的cgroup，其中freed为每次释放的slab对象数量，当释放的数量小于10时表示当前已没有更多的可释放的slab cache，即退出最外层while循环。

以struct super_block为例，其中包括目录项dentry cache和 inode cache 和其他cache



其中在sget_userns函数中通过register_shrinker_prepared注册了&s->s_shrink。

do_shrink_slab释放slab

do_shrink_slab函数中会调用ret = shrinker->scan_objects(shrinker, shrinkctl);进行slab cache的释放，其中ret返回值即代表释放的slab数量。
以struct super_block中的目录项dentry释放为例

其中sb->s_dentry_lru保存所有可释放slab的目录项dentry cache。通过list_lru_shrink_walk函数释放mem_cgroup对应的目录项cache。并将所有需要释放的目录项加入到dispose链表中，并调用shrink_dentry_list函数进行进行释放。
其函数原理为：
（1）使用一个 while 循环来遍历传入的 list 列表，直到列表为空。
从列表的尾部（list->prev）获取一个目录项（dentry）。这是因为 LRU（Least Recently Used）缓存策略通常从尾部开始删除最不常用的项。
（2）使用 spin_lock 对 dentry 进行加锁，以确保线程安全地访问 dentry。
（3）使用 rcu_read_lock 读取 RCU（Read-Copy Update）锁，RCU 是一种用于实现无锁读操作的机制。
（4）调用 shrink_lock_dentry 尝试锁定 dentry。如果无法锁定，说明有其他线程正在使用它，那么跳过当前循环，处理下一个目录项。
（5）如果 shrink_lock_dentry 返回失败，则从 LRU 列表中删除这个 dentry，并检查其引用计数 d_lockref.count 是否小于 0。
（6）如果引用计数小于 0，并且 d_flags 中有 DCACHE_MAY_FREE 标志，那么可以安全地释放这个 dentry，调用 dentry_free 来完成释放。
（7）如果成功锁定了 dentry，首先从 LRU 列表中删除它，然后调用 __dentry_kill 来标记这个 dentry 为已删除状态。
（8）获取当前 dentry 的父目录项 parent。如果父目录项和当前目录项相同（例如，对于根目录），则跳过后续处理。
（9）如果父目录项不是自己且父目录项的引用计数小于等于1(即表示没有其他更多的地方用到该目录项)。

这个函数的目的是在不影响正在使用的目录项的情况下，清理那些不再需要的目录项，以释放内存。它使用了一种递归的方式，不仅删除当前的目录项，还删除它的所有祖先目录项，这样可以减少由于层次结构而产生的碎片。通过这种方式，它有助于优化 dentry 缓存的性能和内存使用。
需要注意的是在__dentry_kill函数中会通过dentry_unlist函数调整当前目录d_child和父目录d_subdirs的链表关系，并调用dentry_free最终释放cache内存。

drop_pagecache_sb释放page cache

drop_pagecache_sb函数调用invalidate_mapping_pages函数对该超级块中所有inode节点i_mapping地址空间的所有未锁定的page 页调用invalidate_inode_page函数。

其中invalidate_inode_page函数检查脏页和正在回写磁盘页和映射页，都不满足时调用invalidate_complete_page函数进行实际的page cache释放。

其中page_mapped函数为判断page->_mapcount映射引用计数。

在alloc_set_pte函数中对虚拟地址映射的page 页设置page->_mapcount映射引用计数。

__alloc_pages_slowpath函数

在__alloc_pages_slowpath慢速申请page页函数中，会先后调用__alloc_pages_direct_reclaim和__alloc_pages_direct_compact函数进行内存页分配。

__alloc_pages_direct_reclaim函数中首先通过__perform_reclaim函数尝试回收一些内存，然后再调用get_page_from_freelist再次申请内存页。

__alloc_pages_direct_compact函数通过try_to_compact_pages函数尝试进行内存规整将内存页碎片整理为完成的内存片，其中可通过echo 1 > /proc/sys/vm/compact_memory主动触发内存规整。再通过get_page_from_freelist函数重新申请内存页。

总结

1.drop slab cache会遍历所有所有注册到shrinker_list的链表并调用其回调函数scan_objects释放slab cache。
2.drop page cache 会释放所有struct super_block下的所有inode节点地址空间inode->i_mapping的所有非锁定非脏页非回写页非映射页进行page cache释放。
3.通过/proc/sys/vm/drop_caches 写入特定的值时释放cache缓存。写入值1表示释放page页cache。写入值2表示释放目录项和 inode 缓存等其他slab cache。写入值3表示上述两种cache都进行释放。