linux kernel 关于 MIGRATE_TYPES的解析

在2.6.24之前的内核版本中，free_area结构中只有一个free_list数组，而从2.6.24开始，free_area结构中存有MIGRATE_TYPES个free_list,这些数组是根据页框的移动性来划分的，为什么要进行这样的划分呢?实际上也是为了减少碎片而提出的，我们考虑下面的情况：

 

        

 

       图中一共有32个页，只分配出了4个页框，但是能够分配的最大连续内存也只有8个页框(因为伙伴系统分配出去的内存必须是2的整数次幂个页框)，内核解决这种问题的办法就是将不同类型的页进行分组。分配出去的页面可分为三种类型：

 

不可移动页(Non-movable pages)：这类页在内存当中有固定的位置，不能移动。内核的核心分配的内存大多属于这种类型

可回收页(Reclaimable pages)：这类页不能直接移动，但可以删除，其内容页可以从其他地方重新生成，例如，映射自文件的数据属于这种类型，针对这种页，内核有专门的页面回收处理

可移动页:这类页可以随意移动，用户空间应用程序所用到的页属于该类别。它们通过页表来映射，如果他们复制到新的位置，页表项也会相应的更新，应用程序不会注意到任何改变。

   假如上图中大部分页都是可移动页，而分配出去的四个页都是不可移动页，由于不可移动页插在了其他类型页的中间，就导致了无法从原本空闲的连续内存区中分配较大的内存块。考虑下图的情况:

 

 

将可回收页和不可移动页分开，这样虽然在不可移动页的区域当中无法分配大块的连续内存，但是可回收页的区域却没有受其影响，可以分配大块的连续内存。

 

内核对于迁移类型的定义如下:

 

 

[cpp]

#define MIGRATE_UNMOVABLE     0  

#define MIGRATE_RECLAIMABLE   1  

#define MIGRATE_MOVABLE       2  

#define MIGRATE_PCPTYPES      3 /* the number of types on the pcp lists */  

#define MIGRATE_RESERVE       3  

#define MIGRATE_ISOLATE       4 /* can't allocate from here */  

#define MIGRATE_TYPES         5  

 

前三种类型已经介绍过

 

MIGRATE_PCPTYPES是per_cpu_pageset，即用来表示每CPU页框高速缓存的数据结构中的链表的迁移类型数目

 

MIGRATE_RESERVE是在前三种的列表中都没用可满足分配的内存块时，就可以从MIGRATE_RESERVE分配

 

MIGRATE_ISOLATE用于跨越NUMA节点移动物理内存页，在大型系统上，它有益于将物理内存页移动到接近于是用该页最频繁地CPU

 

MIGRATE_TYPES表示迁移类型的数目

当一个指定的迁移类型所对应的链表中没有空闲块时，将会按以下定义的顺序到其他迁移类型的链表中寻找

 

[cpp]

static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][MIGRATE_TYPES-1] = {  

    [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },  

    [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_RESERVE },  

    [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_RESERVE },  

    [MIGRATE_RESERVE]     = { MIGRATE_RESERVE,     MIGRATE_RESERVE,   MIGRATE_RESERVE }, /* Never used */  

};