作者簡(jiǎn)介

趙金生，linux內(nèi)核愛(ài)好者，就職于杭州某大型安防公司，擔(dān)任Linux BSP軟件工程師。對(duì)進(jìn)程調(diào)度，內(nèi)存管理有所了解。希望能通過(guò)對(duì)linux的學(xué)習(xí)，提升產(chǎn)品軟件性能及穩(wěn)定性。該文章為私人學(xué)習(xí)總結(jié)，不存在公司網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題。

一

memory compaction簡(jiǎn)介

隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，經(jīng)過(guò)不同用戶(hù)的分配請(qǐng)求后，頁(yè)框會(huì)變得十分分散，導(dǎo)致此段頁(yè)框被這些正在使用的零散頁(yè)框分為一小段一小段非連續(xù)頁(yè)框，這使得在需要分配內(nèi)存時(shí)很難找到物理上連續(xù)的頁(yè)框。

現(xiàn)代處理器不再限于使用傳統(tǒng)的4K大小的頁(yè)框；它們可以在進(jìn)程的部分地址空間中支持大得多的頁(yè)（huge pages）。使用巨頁(yè)會(huì)帶來(lái)真正的性能優(yōu)勢(shì)，主要原因是減小了對(duì)處理器的轉(zhuǎn)換后備緩沖區(qū)（translation lookaside buffer）的壓力。但是使用巨頁(yè)要求系統(tǒng)能夠找到物理上連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域，這些區(qū)域不僅要足夠大，而且還必須確保按適當(dāng)方式滿(mǎn)足字節(jié)對(duì)齊的要求。

在一個(gè)已經(jīng)運(yùn)行了一段時(shí)間的系統(tǒng)上會(huì)產(chǎn)生大量的不連續(xù)的page， 要想找到符合這些高階（high-order）條件的內(nèi)存空間非常具有挑戰(zhàn)性，memory compaction的作用就是解決high-order內(nèi)存分配失敗問(wèn)題，與buddy system機(jī)制做一個(gè)互補(bǔ)。

二

memory compaction原理

內(nèi)存碎片整理以pageblock為單位。

在內(nèi)存碎片整理開(kāi)始前，會(huì)在zone的頭和尾各設(shè)置一個(gè)指針，頭指針從頭向尾掃描可移動(dòng)的頁(yè)，而尾指針從尾向頭掃描空閑的頁(yè)，當(dāng)他們相遇時(shí)終止整理。

簡(jiǎn)單示意圖：需要明確的是：實(shí)際情況并不是與圖示的情況完全一致。頭指針每次掃描一個(gè)符合要求的pageblock里的所有頁(yè)框，當(dāng)pageblock不為MIGRATE_MOVABLE、MIGRATE_CMA、MIGRATE_RECLAIMABLE時(shí)會(huì)跳過(guò)這些pageblock，當(dāng)掃描完這個(gè)pageblock后有可移動(dòng)的頁(yè)框時(shí)，會(huì)變?yōu)槲仓羔樢詐ageblock為單位向前掃描可移動(dòng)頁(yè)框數(shù)量的空閑頁(yè)框，但是在pageblock中也是從開(kāi)始頁(yè)框向結(jié)束頁(yè)框進(jìn)行掃描，最后會(huì)將前面的頁(yè)框內(nèi)容復(fù)制到這些空閑頁(yè)框中。

這里的移動(dòng)是將頁(yè)框中的數(shù)據(jù)copy拷貝到可移動(dòng)的空閑頁(yè)框當(dāng)中，此時(shí)原有的movable page變成free page。所以并不是頁(yè)框自身的移動(dòng)而是數(shù)據(jù)的移動(dòng)。

通過(guò)下圖的操作就可以分配出一個(gè)order = 2或者是order = 3的連續(xù)的可用空間，可用于滿(mǎn)足更high-order的內(nèi)存分配。當(dāng)然，這里展示的流程和真實(shí)系統(tǒng)比起來(lái)已經(jīng)大大簡(jiǎn)化了。實(shí)際的內(nèi)存域會(huì)大得多，這意味著掃描的工作量也會(huì)大很多，但由此獲得的空閑區(qū)也可能更大。

實(shí)際的內(nèi)存碎片，還有一個(gè)問(wèn)題就是在整理算法中會(huì)將掃描中識(shí)別為不滿(mǎn)足整理要求的內(nèi)存塊標(biāo)識(shí)為 “可忽略”（“skip”，即不執(zhí)行規(guī)整）。作為一種優(yōu)化，目的是防止運(yùn)行沒(méi)必要的規(guī)整操作。

比如系統(tǒng)正在對(duì)zone進(jìn)行內(nèi)存碎片整理，首先，會(huì)從可移動(dòng)頁(yè)框開(kāi)始位置向后掃描一個(gè)pageblock，得到一些可移動(dòng)頁(yè)框，然后空閑頁(yè)框從開(kāi)始位置向前掃描一個(gè)pageblock，得到一些空閑頁(yè)框，然后將可移動(dòng)頁(yè)框移動(dòng)到空閑頁(yè)框中，之后再繼續(xù)循環(huán)掃描。對(duì)一個(gè)pageblock進(jìn)行掃描后，如果無(wú)法從此pageblock隔離出一個(gè)要求的頁(yè)框，這時(shí)候就會(huì)將此pageblock標(biāo)記為跳過(guò)（skip）。

假設(shè)內(nèi)存碎片整理可移動(dòng)頁(yè)掃描是從zone的第一個(gè)頁(yè)框開(kāi)始，掃描完一個(gè)pageblock后，沒(méi)有隔離出可移動(dòng)頁(yè)框，則標(biāo)記此pageblock的跳過(guò)標(biāo)記PB_migrate_skip，然后將zone-》compact_cached_migrate_pfn設(shè)置為此pageblock的結(jié)束頁(yè)框。

這樣，在下次對(duì)此zone進(jìn)行內(nèi)存碎片整理時(shí)，就會(huì)直接從此pageblock的下一個(gè)pageblock開(kāi)始，把此pageblock跳過(guò)了。同理，對(duì)于空閑頁(yè)掃描也是一樣。這樣就必須更新zone pageblock的起始地址與結(jié)束地址：

以上就是內(nèi)存碎片整理的基本原理了。

三

memory compaction如何實(shí)現(xiàn)

3.1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在內(nèi)存碎片整理中，可以移動(dòng)的頁(yè)框有MIGRATE_RECLAIMABLE、MIGRATE_MOVABLE與MIGRATE_CMA這三種類(lèi)型的頁(yè)框。

而因?yàn)閮?nèi)存碎片整理分為同步和異步。在異步過(guò)程中，只會(huì)移動(dòng)MIGRATE_MOVABLE和MIGRATE_CMA這兩種類(lèi)型的頁(yè)框。因?yàn)檫@兩種類(lèi)型的頁(yè)框處理，是不會(huì)涉及到IO操作的。而在同步過(guò)程中，這三種類(lèi)型的頁(yè)框都會(huì)進(jìn)行移動(dòng)，因?yàn)镸IGRATE_RECLAIMABLE基本上都是文件頁(yè)，在移動(dòng)過(guò)程中，有可能要將臟頁(yè)回寫(xiě)，會(huì)涉及到IO操作，也就是在同步過(guò)程中，是會(huì)涉及到IO操作的。

1、migrate_mode遷移模式：

enum migrate_mode { MIGRATE_ASYNC， MIGRATE_SYNC_LIGHT， MIGRATE_SYNC，};

2、compact_priority

enum compact_priority { COMPACT_PRIO_SYNC_FULL， MIN_COMPACT_PRIORITY = COMPACT_PRIO_SYNC_FULL， COMPACT_PRIO_SYNC_LIGHT， MIN_COMPACT_COSTLY_PRIORITY = COMPACT_PRIO_SYNC_LIGHT， DEF_COMPACT_PRIORITY = COMPACT_PRIO_SYNC_LIGHT， COMPACT_PRIO_ASYNC， INIT_COMPACT_PRIORITY = COMPACT_PRIO_ASYNC};

3、compact_result用于壓縮處理函數(shù)的返回值

enum compact_result { /* For more detailed tracepoint output - internal to compaction */ COMPACT_NOT_SUITABLE_ZONE，//trace用于調(diào)試輸出或內(nèi)部使用 /* * compaction didn‘t start as it was not possible or direct reclaim * was more suitable */ COMPACT_SKIPPED，//跳過(guò)壓縮，因?yàn)闊o(wú)法執(zhí)行壓縮或直接回收更合適 /* compaction didn’t start as it was deferred due to past failures */ COMPACT_DEFERRED，

/* compaction not active last round */ COMPACT_INACTIVE = COMPACT_DEFERRED，

/* For more detailed tracepoint output - internal to compaction */ COMPACT_NO_SUITABLE_PAGE， /* compaction should continue to another pageblock */ COMPACT_CONTINUE，

/* * The full zone was compacted scanned but wasn‘t successfull to compact * suitable pages. */ COMPACT_COMPLETE，//已完成所有區(qū)域的壓縮，但是尚未確?？梢酝ㄟ^(guò)壓縮分配的頁(yè)面 /* * direct compaction has scanned part of the zone but wasn’t successfull * to compact suitable pages. */ COMPACT_PARTIAL_SKIPPED，

/* compaction terminated prematurely due to lock contentions */ COMPACT_CONTENDED，

/* * direct compaction terminated after concluding that the allocation * should now succeed */ COMPACT_SUCCESS，//在確?？煞峙漤?yè)面安全后，直接壓縮結(jié)束};

4、compact_control需要進(jìn)行內(nèi)存碎片整理時(shí)，總是需要初始化該結(jié)構(gòu)體

struct compact_control { /* 掃描到的空閑頁(yè)的頁(yè)的鏈表 */ struct list_head freepages; /* List of free pages to migrate to */ /* 掃描到的可移動(dòng)的頁(yè)的鏈表 */ struct list_head migratepages; /* List of pages being migrated */ /* 空閑頁(yè)鏈表中的頁(yè)數(shù)量 */ unsigned long nr_freepages; /* Number of isolated free pages */ /* 可移動(dòng)頁(yè)鏈表中的頁(yè)數(shù)量 */ unsigned long nr_migratepages; /* Number of pages to migrate */ /* 空閑頁(yè)框掃描所在頁(yè)框號(hào) */ unsigned long free_pfn; /* isolate_freepages search base */ /* 可移動(dòng)頁(yè)框掃描所在頁(yè)框號(hào) */ unsigned long migrate_pfn; /* isolate_migratepages search base */ /* 內(nèi)存碎片整理使用的模式： 同步，輕同步，異步 */ enum migrate_mode mode; /* Async or sync migration mode */ /* 是否忽略pageblock的PB_migrate_skip標(biāo)志對(duì)需要跳過(guò)的pageblock進(jìn)行掃描 ，并且也不會(huì)對(duì)pageblock設(shè)置跳過(guò) * 只有兩種情況會(huì)使用 * 1.調(diào)用alloc_contig_range（）嘗試分配一段指定了開(kāi)始頁(yè)框號(hào)和結(jié)束頁(yè)框號(hào)的連續(xù)頁(yè)框時(shí)； * 2.通過(guò)寫(xiě)入1到sysfs中的/vm/compact_memory文件手動(dòng)實(shí)現(xiàn)同步內(nèi)存碎片整理。 */ bool ignore_skip_hint; /* Scan blocks even if marked skip */ /* 本次內(nèi)存碎片整理是否隔離到了空閑頁(yè)框，會(huì)影響zone的空閑頁(yè)掃描起始位置 */ bool finished_update_free; /* True when the zone cached pfns are * no longer being updated */ /* 本次內(nèi)存碎片整理是否隔離到了可移動(dòng)頁(yè)框，會(huì)影響zone的可移動(dòng)頁(yè)掃描起始位置 */ bool finished_update_migrate; /* 申請(qǐng)內(nèi)存時(shí)需要的頁(yè)框的order值 */ int order; /* order a direct compactor needs */ const gfp_t gfp_mask; /* gfp mask of a direct compactor */ /* 掃描的管理區(qū) */ struct zone *zone; /* 保存結(jié)果，比如異步模式下是否因?yàn)樾枰枞Y(jié)束了本次內(nèi)存碎片整理 */ int contended; /* Signal need_sched（） or lock * contention detected during * compaction */};

5、Node zone 掃描推遲

struct zone{ 。。。。。 unsigned int compact_considered; unsigned int compact_defer_shift; int compact_order_failed; 。。。。。。}

當(dāng)一個(gè)zone要進(jìn)行內(nèi)存碎片整理時(shí)，首先會(huì)判斷本次整理需不需要推遲，如果本次內(nèi)存碎片整理使用的order值小于zone內(nèi)存碎片整理失敗最大order值compact_order_failed時(shí)，不用進(jìn)行推遲，可以直接進(jìn)行內(nèi)存碎片整理；

當(dāng)order值大于zone內(nèi)存碎片整理失敗最大order值compact_order_failed，會(huì)增加內(nèi)存碎片整理推遲計(jì)數(shù)器compact_considered，如果內(nèi)存碎片整理推遲計(jì)數(shù)器compact_considered未達(dá)到內(nèi)存碎片整理推遲閥值defer_limit，則會(huì)跳過(guò)本次內(nèi)存碎片整理，如果達(dá)到了，那就需要進(jìn)行內(nèi)存碎片整理。

總結(jié)：也就是當(dāng)order小于zone內(nèi)存碎片整理失敗最大order值時(shí)，不用進(jìn)行推遲，而order大于zone內(nèi)存碎片整理失敗最大order值時(shí)，才考慮是否進(jìn)行推遲，此時(shí)推遲就是continue掃描node當(dāng)中的下一個(gè)zone區(qū)域，這里并不是想下文一下設(shè)置zone SKIP標(biāo)志。

6、Pageblock skip

struct zone{ 。。。。。。 unsigned long compact_cached_free_pfn; /* pfn where async and sync compaction migration scanner should start */ unsigned long compact_cached_migrate_pfn［2］;

。。。。。。}

3.2、源碼分析

內(nèi)存碎片整理移動(dòng)發(fā)生條件：

內(nèi)存分配不足時(shí)觸發(fā)direct compact整理內(nèi)存

Kswapd內(nèi)存回收后喚醒kcompactd內(nèi)核線(xiàn)程執(zhí)行compact操作，獲取連續(xù)內(nèi)存

手動(dòng)設(shè)置echo 1 》 /proc/sys/vm/compact_memory

分析的重點(diǎn)就放在內(nèi)存分配不足的情況，入口函數(shù)從try_to_compact_pages開(kāi)始

對(duì)源碼詳細(xì)分析參見(jiàn)代碼：https://github.com/linuxzjs/linux-4.14

重點(diǎn)分析5個(gè)關(guān)鍵函數(shù)：

1、compaction_suitable

/* 判斷該zone是否可以做內(nèi)存碎片壓縮整理 */enum compact_result compaction_suitable（struct zone *zone， int order， unsigned int alloc_flags， int classzone_idx）{ enum compact_result ret; int fragindex; /* * 根據(jù)watermask判斷zone中離散的page是否滿(mǎn)足2^order的內(nèi)存分配請(qǐng)求。

如果滿(mǎn)足則繼續(xù)對(duì)zone進(jìn)行內(nèi)存的compact整理zone的內(nèi)存碎片 * 說(shuō)明該zone時(shí)可以做內(nèi)存碎片的壓縮整理的。 */ ret = __compaction_suitable（zone， order， alloc_flags， classzone_idx，zone_page_state（zone， NR_FREE_PAGES））;

/* 如果return返回值為COMPACT_CONTINUE，且order 》 PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER（3）則進(jìn)入一下判斷當(dāng)中 */ if （ret == COMPACT_CONTINUE && （order 》 PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER）） { /* * 為了確定zone區(qū)域是否執(zhí)行壓縮，找到所請(qǐng)求區(qū)域zone和順序的碎片系數(shù)。

* 如果碎片系數(shù)值返回-1000，則存在要分配的頁(yè)面，因此不需要壓縮。 * 在其他情況下，該值在0到500的范圍內(nèi)，并且如果它小于sysctl_extfrag_threshold，則直接return COMPACT_NOT_SUITABLE_ZONE不執(zhí)行壓縮 */ fragindex = fragmentation_index（zone， order）; if （fragindex 》= 0 && fragindex 《= sysctl_extfrag_threshold） ret = COMPACT_NOT_SUITABLE_ZONE; }。。。。。 return ret;}

由此可以知道，判斷是否執(zhí)行內(nèi)存的碎片整理，需要滿(mǎn)足以下三個(gè)條件：在__compaction_suitable當(dāng)中可以得出：

減去申請(qǐng)的頁(yè)面，空閑頁(yè)面數(shù)將低于水印值；或者雖然大于等于水印值，但是沒(méi)有一個(gè)足夠大的連續(xù)的空閑頁(yè)塊；

空閑頁(yè)面減去兩倍的申請(qǐng)頁(yè)面，高于水印值；在fragmentation_index中：

申請(qǐng)的order大于PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER時(shí)，計(jì)算碎片指數(shù)fragindex來(lái)判斷；

2、compact_finished

通過(guò)該函數(shù)判斷zone區(qū)域碎片整理compact是否完成

static enum compact_result __compact_finished（struct zone *zone，struct compact_control *cc）{ unsigned int order; /* 獲取zone的移動(dòng)類(lèi)型 */const int migratetype = cc-》migratetype;。。。。。 /* Compaction run completes if the migrate and free scanner meet */ /* 當(dāng)cc-》free_pfn 《= cc-》migrate_pfn空閑掃描于可移動(dòng)頁(yè)面掃描相遇則說(shuō)明zone碎片掃描壓縮完成 */ if （compact_scanners_met（cc）） { /* Let the next compaction start anew. */ /* 重置壓縮掃描起始地址于結(jié)束地址的位置 */ reset_cached_positions（zone）;

/* 如果是直接壓縮模式則設(shè)置compact_blockskip_flush = true，清除PG_migrate_skip的skip屬性 */ if （cc-》direct_compaction） zone-》compact_blockskip_flush = true; /* * 如果whole_zone = 1說(shuō)明zone是從頭開(kāi)始掃描，掃描zone整個(gè)區(qū)域 return COMPACT_COMPLETE，表示zone掃描完成 * 如果whole_zone = 0說(shuō)明zone是從局部開(kāi)始掃描的，也就是在zone的更新的free_page或者是migrate_page當(dāng)中掃描 * 也就是也就是局部的pageblock的掃描，return COMPACT_PARTIAL_SKIPPED表示跳過(guò)該pageblock，掃描下一個(gè)pageblock */ if （cc-》whole_zone）

return COMPACT_COMPLETE; else return COMPACT_PARTIAL_SKIPPED; } /* 執(zhí)行壓縮時(shí)，將返回COMPACT_CONTINUE以強(qiáng)制壓縮整個(gè)塊，這個(gè)于手動(dòng)模式有關(guān) * echo 1》 /proc/sys/vm/compact_memory */ if （is_via_compact_memory（cc-》order）） return COMPACT_CONTINUE; /* 如果掃描完成，則進(jìn)入判斷當(dāng)中，做進(jìn)一步判斷驗(yàn)證 */if （cc-》finishing_block） { /* 再次檢查遷移掃描程序與pageblock是否對(duì)齊，如果對(duì)齊則說(shuō)明頁(yè)面壓縮已經(jīng)完成重置cc-》finishing_block = false * 如果沒(méi)有對(duì)齊則，并返回COMPACT_CONTINUE以繼續(xù)掃描進(jìn)行zone的頁(yè)面掃描壓縮操作 */ if （IS_ALIGNED（cc-》migrate_pfn， pageblock_nr_pages）） cc-》finishing_block = false; else return COMPACT_CONTINUE; }

/* Direct compactor： Is a suitable page free？ */ /* * 從當(dāng)前order開(kāi)始掃描，order -》 MAX_ORDER進(jìn)行， */ for （order = cc-》order; order 《 MAX_ORDER; order++） { /* 根據(jù)order獲取free_area */ struct free_area *area = &zone-》free_area［order］; bool can_steal;

/* Job done if page is free of the right migratetype */ /* 如果該area-》free_list［migratetype］）不為NULL，不為空則COMPACT_SUCCESS壓縮掃描成功 */ if （！list_empty（&area-》free_list［migratetype］）） return COMPACT_SUCCESS; /* 如果定義了CONFIG_CMA如果移動(dòng)類(lèi)型為MIGRATE_MOVABLE可移動(dòng)類(lèi)型，且area-》free_list［MIGRATE_CMA］）不為空則return COMPACT_SUCCESS */#ifdef CONFIG_CMA /* MIGRATE_MOVABLE can fallback on MIGRATE_CMA */ if （migratetype == MIGRATE_MOVABLE && ！list_empty（&area-》free_list［MIGRATE_CMA］）） return COMPACT_SUCCESS;#endif /* 如果area-》free_list［migratetype］以及area-》free_list［MIGRATE_CMA］）均為空則取對(duì)應(yīng)的migratetype的fallback當(dāng)中尋找合適可用的page * 判斷是否能夠完成頁(yè)面的壓縮。 */ if （find_suitable_fallback（area， order， migratetype， true， &can_steal） ！= -1） {

/* movable pages are OK in any pageblock */ /* 如果可移動(dòng)類(lèi)型為MIGRATE_MOVABLE則直接return COMPACT_SUCESS * 說(shuō)明只要是可以移動(dòng)的page都可用作頁(yè)面壓縮功能。 */ if （migratetype == MIGRATE_MOVABLE） return COMPACT_SUCCESS;

/* 如果正在執(zhí)行aync異步壓縮，或者如果遷移掃描程序已完成一頁(yè)代碼塊，則返回COMPACT_SUCCESS */ if （cc-》mode == MIGRATE_ASYNC || IS_ALIGNED（cc-》migrate_pfn， pageblock_nr_pages）） { return COMPACT_SUCCESS; } /* 如果fallback當(dāng)中沒(méi)有找到合適可用的page則設(shè)置cc-》finishing_block = true;return COMPACT_CONTINUE zone還需要繼續(xù)掃描， * skip到下一個(gè)pageblock或者是下一個(gè)zone */ cc-》finishing_block = true; return COMPACT_CONTINUE; } } /* 如果從order -》 max_order都沒(méi)有找到可用的page用作直接的頁(yè)面遷移壓縮則return COMPACT_NO_SUITABLE_PAGE表明沒(méi)有可用的頁(yè)面用于壓縮 */ return COMPACT_NO_SUITABLE_PAGE;}

3、isolate_migratepages

在zone當(dāng)中以pageblock為單位，掃描找到migratepage可移動(dòng)頁(yè)，并將page添加struct compact_control *cc的migratepages鏈表當(dāng)中，便于后邊做頁(yè)面內(nèi)容的拷貝移動(dòng)。其實(shí)隔離的作用就是將可移動(dòng)頁(yè)面拿出來(lái)，單獨(dú)存放，與之前的pageblock分開(kāi)

4、isolate_freepages

freepages的過(guò)程與migratepages的過(guò)程基本上是完全一致的，隔離結(jié)束的條件基本上也是一致的。

不同點(diǎn)就是freepage在找到pageblock的page進(jìn)行isolate隔離操作前會(huì)判斷這個(gè)page是如何組成的，是一個(gè)復(fù)合page還是非復(fù)合頁(yè)，如果不是要獲取這個(gè)page的order。

如果該page是由2^order個(gè)單獨(dú)的page組合起來(lái)的還要將這個(gè)page拆分成單獨(dú)的page也就是order = 0的這種情況，然后將單獨(dú)的page移動(dòng)到freepages鏈表上，并設(shè)置page新的類(lèi)型為MIGRATE_MOVABLE供后續(xù)使用。

5、migrate_pages

當(dāng)完成freepages、migratepages完成隔離后就調(diào)migrate_pages完成兩個(gè)鏈表的頁(yè)面遷移。

err = migrate_pages（&cc-》migratepages， compaction_alloc，

compaction_free， （unsigned long）cc， cc-》mode，

MR_COMPACTION）;

compact_alloc函數(shù)，從zone區(qū)域當(dāng)中掃描freepages并提填充到cc-》freepages鏈表當(dāng)中，再?gòu)腸c-》freepages鏈表中取出一個(gè)空閑頁(yè)

static struct page *compaction_alloc（struct page *migratepage， unsigned long data， int **result）{ struct compact_control *cc = （struct compact_control *）data; struct page *freepage;

/* * Isolate free pages if necessary， and if we are not aborting due to * contention. */ /* 如果cc中的空閑頁(yè)框鏈表為空 */ if （list_empty（&cc-》freepages）） { if （！cc-》contended） isolate_freepages（cc）;/* 從cc-》free_pfn開(kāi)始向前獲取空閑頁(yè) */

if （list_empty（&cc-》freepages）） return NULL; } /* 從cc-》freepages鏈表取出一個(gè)空閑的freepages */ freepage = list_entry（cc-》freepages.next， struct page， lru）; /* 將該page從lru鏈表當(dāng)中刪除 */ list_del（&freepage-》lru）; cc-》nr_freepages--; /* 返回空閑頁(yè)框 */ return freepage;}static void compaction_free（struct page *page， unsigned long data）{ struct compact_control *cc = （struct compact_control *）data;

list_add（&page-》lru， &cc-》freepages）; cc-》nr_freepages++;}

這里先避開(kāi)PageHuge不談，migrate_pages通過(guò)調(diào)用unmap_and_move、__unmap_and_move、move_to_new_page、try_to_unmap完成頁(yè)面最終的整理工作。這里面涉及的rmap反向映射這里不再展開(kāi)。

四

memory compaction總結(jié)

分析過(guò)reclaim內(nèi)存回收代碼就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)存回收當(dāng)中同樣會(huì)wakeup_kcompactd觸發(fā)compaction碎片整理機(jī)制，在kswpad異步內(nèi)存回收當(dāng)中存在同樣的操作。

同時(shí)與kswapd機(jī)制類(lèi)似目前內(nèi)核在node節(jié)點(diǎn)當(dāng)中也引入了kcompactd線(xiàn)程機(jī)制，定時(shí)的休眠喚醒該內(nèi)核線(xiàn)程完成內(nèi)存碎片的整理，在新的patch當(dāng)中更是將kswapd與kcompactd結(jié)合起來(lái)共同完成內(nèi)存碎片的整理。內(nèi)存回收工作。

編輯：jq