我们知道buddy容易产生内存碎片，内核中可以通过给页面设置迁移类型以及compaction机制来预防和处理内存碎片。
内存页主要有下面三种类型：
1.可移动的（movable）。用户态申请。
2.可回收的（reclaimable）。文件系统的cache。
3.不可移动（unmovable）。内核申请用。
可移动的页面，顾名思义就是在被分配之后，还可以改变在物理内存中的位置。只要更新一下进程页表即可，进程不会感知物理页的移动。
那么，如果不可移动的页掺杂在了可移动的页里面，它附近的页面就没办法移动凑成连续页面了。例如整个内存有 0 1 2 3 4 5 六个连续的页面，如果3是不可移动，而其他可移动的话，那么再怎么移动也只有最多三个连续的页。
迁移类型
内核采用给页面设置一个迁移类型（migration type）来避免这个问题：
我们在伙伴系统初始化时讲过，Linux启动时默认所有页都是可移动的。当内核里想申请一页，不仅申请这一页，而是一下移出很高阶的buddy内存块（例如2^9个页）设置为不可移动的，后续内核申请不可移动页就从这里申请，这样就减少了各类型页面区域之间的干扰。
当然这块内存是动态释放和增加了，也就是说不可移动的页的范围并不是固定不变的。内核中维护了上述三种页的链表，在试图申请某个类型的页时，在期望类型的链表里申请不到页面的话，就寻求fallback类型的页面去申请，这时如果申请到内存了，就同时将这部分页面的类型改为为期望的类型（move_freepages_block()或move_freepages()）。例如：
如果内核申请不可移动的页申请不到，就从可回收链表里拿，拿不到再从可移动链表里去拿。
用户空间申请的都是可移动的，直接从可移动的里面去拿，（有CMA的话，如果可移动页如果没有了，先从CMA里找，）如果找不到就从fallback链表找：先找可回收的，再找不可移动的。
这个fallback表就是struct zone的free_area成员里的free_list[MIGRATE_TYPES]。而fallback的顺序定义如下：
./kernel/linux-3.0.y/mm/page_alloc.c:
/*
* This array describes the order lists are fallen back to when
* the free lists for the desirable migrate type are depleted
*/
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 */
};
#define MIGRATE_UNMOVABLE 0
#define MIGRATE_RECLAIMABLE 1
#define MIGRATE_MOVABLE 2
#define MIGRATE_RESERVE 3
#define MIGRATE_ISOLATE 4 /* can't allocate from here */
#define MIGRATE_TYPES 5
memory-compaction
内核里的紧致内存机制，类似于磁盘碎片整理：把碎的页移动整合到连续的一段空间，就留出一段连续的内存了。在内核中打开CONFIG_COMPACTION就可以使用compaction功能了，要注意它只能整理可移动的页面。
可通过下面命令主动触发内存整理：
echo 1 > /proc/sys/vm/compact_memory- 1
注意这个文件的权限是0200哦，只有root用户可以写。实际上写入的值没有意义，只作为一个触发器，内核不会判断这个值，而是直接开始对所有node所有zone尝试compaction。
在系统内存不足时，__alloc_pages_slowpath()在尝试了kswapd间接reclaim以及借助备用zone都无果后，也会先尝试compaction能否整理出够分配order的连续内存，如果不行才进行直接reclaim的。而对于/proc/sys/vm/compact_memory触发的整理，order=-1，即尽可能多的整理。
所以这两种方案各有其用处：
1. 迁移类型机制：预先将可移动的和不可移动的区分开，称为anti-fragmention。
2. memory-compaction：已经发生碎片了，通过整理变得不碎，称为defragmention。
即，迁移类型机制只是将内存按类型区分，预防碎片的发生，而不会做页面移动。memory-compation则负责在碎片发生后，对可移动页面进行整理。
页面迁移和compaction都会有开销的，即移动页的开销，如果你频繁的申请释放导致频繁的页面迁移或频繁的整理巨页，开销就很大了。因此一定要根据实际场景。
from: https://blog.csdn.net/jasonchen_gbd/article/details/79835655