linux伙伴系统（四）：避免碎片（下）

3.5.2  

2. 虚拟可移动内存域

依据可移动性组织页是防止内存碎片的一种可能方法。内核还提供了另一种组织该问题的手段：虚拟内存域ZONE_MOVABLE。该机制在内核2.6.23开发期间已经并入内核，比可移动性分组框架加入内核早一个版本。与可移动性分组相反，ZONE_MOVABLE特性必须由管理员显式激活。

基本思想很简单：可用的物理内存划分为两个内存域，一个用于可移动分配，一个用于不可移动分配。这会自动防止不可移动页面向可移动内存域引入碎片。

这马上引出了另一个问题：内核如何在两个竞争的内存域之间分配可用的内存？这显然对内核要求太高，因此系统管理员必须作出决定。毕竟，人可以更好的预测计算机需要处理的场景，以及各种类型内存分配的预期分布。

（1）数据结构

Kernelcore参数用来指定用于不可移动分配的内存数量，即用于既不能回收也不能迁移的内存数量。剩余的内存用于可移动分配。在分析该参数之后，结果保存在全局变量required_kernelcore中。

还可以使用参数movablecore控制用于可移动内存分配的内存数量。Required_kernelcore的大小将会据此计算。如果有聪明人同时制定两个参数，内核会按前述方法计算required_kernelcore的值，并取指定值和计算值中较大的一个。

取决于体系结构的内核配置，ZONE_MOVABLE内存域可能位域高端或普通内存区：

enum zone_type {
#ifdef CONFIG_ZONE_DMA
        ZONE_DMA,
#endif
#ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
        ZONE_DMA32,
#endif
        ZONE_NORMAL,
#ifdef CONFIG_HIGHMEM
        ZONE_HIGHMEM,
#endif
        ZONE_MOVABLE,
        MAX_NR_ZONES
};

与系统中所有其他的内存域相反，ZONE_MOVABLE并不关联到任何硬件上有意义的内存范围。实际上，该内存域中的内存取自高端内存域或普通内存域，因此下文中称ZONE_MOVABLE是一个虚拟内存域。

辅助函数find_zone_movable_pfns_for_nodes用于计算进入ZONE_MOVABLE的内存数量。如果kernelcore和movablecore参数都没有指定，find_zone_movable_pfns_for_nodes会使ZONE_MOVABLE保持为空，该机制处于无效状态。

谈到物理内存域提取多少内存用于ZONE_MOVABLE的问题，必须考虑如下两种情况：

A. 用于不可移动分配的内存会平均分布到所有的内存结点上

B. 只使用来自最高内存域的内存。在内存较多的32位系统上，这通常会是ZONE_HIGHMEM，但是对于64位系统，将使用ZONE_NORMALH或ZONE_DMA32。

实际计算相当冗长，实际的结果是：

A.用于虚拟内存域ZONE_MOVABLE提取内存页的物理内存域，保存在movable_zone中

B.对每个结点来说，zone_movable_pfn[node_id]表示ZONE_MOVABLE在movable_zone内存域中所得内存的起始地址。

  unsigned long __meminitdata zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES];

内核确保这些页将满足符合ZONE_MOVABLE职责的内存分配。

（2）实现

上述描述的数据结构如何使用？类似于页面迁移性方法，分配标志起了很大的作用，具体实现后面讨论。目前只要知道所有可移动性分配都需要指定__GFP_HIGHMEM或__GFP_MOVABLE即可。

由于内核依据分配标志确定进行内存分配的内存域，在设置了上述标志时，可以选择ZONE_MOVABLE内存域。这是将ZONE_MOVABLE集成到伙伴系统中所需的唯一改变！其余的可以通过所有内存域的通用例程处理。