对于MIGRATE_CMA类型, 其中在我们使用ARM等嵌入式Linux系统的时候, 一个头疼的问题是GPU, Camera, HDMI等都需要预留大量连续内存，这部分内存平时不用，但是一般的做法又必须先预留着. 目前, Marek Szyprowski和Michal Nazarewicz实现了一套全新的Contiguous Memory Allocator. 通过这套机制, 我们可以做到不预留内存，这些内存平时是可用的，只有当需要的时候才被分配给Camera，HDMI等设备. 参照宋宝华–Linux内核最新的连续内存分配器(CMA)——避免预留大块内存, 内核为此提供了函数is_migrate_cma来检测当前类型是否为MIGRATE_CMA, 该函数定义在include/linux/mmzone.h?v=4.7, line 69

/* In mm/page_alloc.c; keep in sync also with show_migration_types() there */
extern char * const migratetype_names[MIGRATE_TYPES];

#ifdef CONFIG_CMA
#  define is_migrate_cma(migratetype) unlikely((migratetype) == MIGRATE_CMA)
#else
#  define is_migrate_cma(migratetype) false
#endif

2.3 free_area的改进

对伙伴系统数据结构的主要调整, 是将空闲列表分解为MIGRATE_TYPE个列表, 可以参见free_area的定义include/linux/mmzone.h?v=4.7, line 88

struct free_area
{
    struct list_head        free_list[MIGRATE_TYPES];
    unsigned long                   nr_free;
};

• nr_free统计了所有列表上空闲页的数目，而每种迁移类型都对应于一个空闲列表

这样我们的伙伴系统的内存框架就如下所示

宏for_each_migratetype_order(order, type)可用于迭代指定迁移类型的所有分配阶

#define for_each_migratetype_order(order, type) \
        for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) \
                for (type = 0; type < MIGRATE_TYPES; type++)

2.4 迁移备用列表fallbacks

如果内核无法满足针对某一给定迁移类型的分配请求, 会怎么样?

此前已经出现过一个类似的问题, 即特定的NUMA内存域无法满足分配请求时. 我们需要从其他内存域中选择一个代价最低的内存域完成内存的分配, 因此内核在内存的结点pg_data_t中提供了一个备用内存域列表zonelists.

内核在内存迁移的过程中处理这种情况下的做法是类似的. 提供了一个备用列表fallbacks, 规定了在指定列表中无法满足分配请求时. 接下来应使用哪一种迁移类型, 定义在mm/page_alloc.c?v=4.7, line 1799

/*
 * This array describes the order lists are fallen back to when
 * the free lists for the desirable migrate type are depleted
 * 该数组描述了指定迁移类型的空闲列表耗尽时
 * 其他空闲列表在备用列表中的次序
 */
static int fallbacks[MIGRATE_TYPES][4] = {
    //  分配不可移动页失败的备用列表
    [MIGRATE_UNMOVABLE]   = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_TYPES },
    //  分配可回收页失败时的备用列表
    [MIGRATE_RECLAIMABLE] = { MIGRATE_UNMOVABLE,   MIGRATE_MOVABLE,   MIGRATE_TYPES },
    //  分配可移动页失败时的备用列表
    [MIGRATE_MOVABLE]     = { MIGRATE_RECLAIMABLE, MIGRATE_UNMOVABLE, MIGRATE_TYPES },
#ifdef CONFIG_CMA
    [MIGRATE_CMA]     = { MIGRATE_TYPES }, /* Never used */
#endif
#ifdef CONFIG_MEMORY_ISOLATION
    [MIGRATE_ISOLATE]     = { MIGRATE_TYPES }, /* Never used */
#endif
};