22 | 瞧一瞧Linux：伙伴系统如何分配内存？

一、整理一下思路 NUMA体系下，每个CPU都有自己直接管理的一部分内存，叫做内存节点【node】，CPU访问自己的内存节点速度，快于访问其他CPU的内存节点； 每个内存节点，按内存的迁移类型，被划分为多个内存区域【zone】；迁移类型包括ZONE_DMA、ZONE_DMA32、ZONE_NORMAL 、ZONE_HIGHMEM、ZONE_MOVABLE、ZONE_DEVICE等； 每个内存区域中，是一段逻辑上的连续内存，包括多个可用页面；但在这个连续内存中，同样有不能使用的地方，叫做内存空洞；在处理内存操作时，要避免掉到洞里； 二、整理一下结构 每个内存节点由一个pg_data_t结构来描述其内存布局； 每个pg_data_t有一个zone数组，包括了内存节点下的全部内存区域zone； 每个zone里有一个free_area数组【0-10】，其序号n的元素下面，挂载了全部的连续2^n页面【page】，也就是free_area【0-10】分别挂载了【1个页面，2个页面，直到1024个页面】 每个free_area，都有一个链表数组，按不同迁移类型，对所属页面【page】再次进行了划分 三、分配内存【只能按2^n页面申请】 alloc_pages->alloc_pages_current->__alloc_pages_nodemask ->get_page_from_freelist，快速分配路径，尝试直接分配内存 ->__alloc_pages_slowpath，慢速分配路径，尝试回收、压缩后，再分配内存，如果有OOM风险则杀死进程->实际分配时仍会调用get_page_from_freelist ->->所以无论快慢路径，都会到rmqueue ->->->如果申请一个页面rmqueue_pcplist->__rmqueue_pcplist 1、如果pcplist不为空，则返回一个页面 2、如果pcplist为空，则申请一块内存后，再返回一个页面 ->->->如果申请多个页面__rmqueue_smallest 1、首先要取得 current_order【指定页面长度】 对应的 free_area 区中 page 2、若没有，就继续增加 current_order【去找一个更大的页面】，直到最大的 MAX_ORDER 3、要是得到一组连续 page 的首地址，就对其脱链，然后调用expand函数对内存进行分割 ->->->->expand 函数分割内存 1、expand分割内存时，也是从大到小的顺序去分割的 2、每一次都对半分割，挂载到对应的free_area，也就加入了伙伴系统 3、直到得到所需大小的页面，就是我们申请到的页面了 四、此外 1、在整个过程中，有一个水位_watermark的概念，其实就是用于控制内存区是否需要进行内存回收 2、申请内存时，会先按请求的 migratetype 从对应类型的page结构块中寻找，如果不成功，才会从其他 migratetype 的 page 结构块中分配， 降低内存碎片【rmqueue->__rmqueue->__rmqueue_fallback】 3、申请内存时，一般先在CPU所属内存节点申请；如果失败，再去其他内存节点申请；具体顺序，和NUMA memory policy有关；

迟到了，迟到了！每节都评论是我一直坚持的事，我以此为傲。 问题答案已经在文中了，最大1024页，每页4kb，答案也就呼之欲出了。 之前我一直在内心吐槽东哥写代码的函数名太难伺候了，现在来看linux的命名，不说优雅与否，就连基本的表意都办不到啊，东哥简直就是内核届的一股清流啊。

最大order是11. 一个块是4k大小所以最大能分配 2的10次方乘以4 也就是4MB的的物理内存吧

请问内存空洞是如何形成的呢？

还是按照阅读理解题解答问的问题。 free_area 结构的数组，这个数组就是用于实现伙伴系统的。其中 MAX_ORDER 的值默认为 11，分别表示挂载地址连续的 page 结构数目为 1，2，4，8，16，32……最大为 1024。 所以是1024个pages，如果每个page是4k大小的话，那1024x4k=4m。 所以按MAX_ORDER默认值11，连续内存是4M

打卡打卡

先打卡这个吧，轻松一下，啃完之前的，这个理解起来轻车熟路

膜拜评论区各位大神

最大连续内存 = MAX_ORDER_NR_PAGES * PAGE_SIZE MAX_ORDER_NR_PAGES : (1 << (MAX_ORDER-1)) MAX_ORDER : (11) PAGE_SIZE : 4k/16k/64k

老师好，请教一个问题，当内核分配内存时，__alloc_pages_slowpath找不到也没法回收或者整理出空闲页，在开启swap的情况下，其中slab/slub部分的匿名页会调用shrink_inactive_list 函数会扫描inactive list，将不活跃的page置换到swap分区。但是swap有的时候几M、几百M甚至几个G，这个内核置换的机制或算法逻辑是啥？为啥一次性会swap out这么多内存数据？(我理解这个时间点本身应用程序或内核不会一次性申请几个G的内存)