10.伙伴系统（伙伴系统的结构）

struct zone {
...
　　/*
　　* 不同长度的空闲区域
　　*/
　　struct free_area free_area[MAX_ORDER];
...
};

 

free_area是一个辅助数据结构，我们此前尚未遇见。其定义如下：

<mmzone.h>
　　struct free_area {
　　struct list_head　　 free_list[MIGRATE_TYPES];
　　unsigned long 　　  nr_free;
};

 

nr_free指定了当前内存区中空闲页块的数目（对0阶内存区逐页计算，对1阶内存区计算页对的数目，对2阶内存区计算4页集合的数目，依次类推）。free_list是用于连接空闲页的链表。页链表包含大小相同的连续内存区。

free_area[]数组中各个元素的索引也解释为阶，用于指定对应链表中的连续内存区包含多少个页帧。第0个链表包含的内存区为单页（20 =1），第1个链表管理的内存区为两页（21 =2），第3个管理的内存区为4页，依次类推。

内存区是如何连接的？内存区中第1页内的链表元素，可用于将内存区维持在链表中。

 

 

伙伴不必是彼此连接的。如果一个内存区在分配其间分解为两半，内核会自动将未用的一半加入到对应的链表中。如果在未来的某个时刻，由于内存释放的缘故，两个内存区都处于空闲状态，可通过其地址判断其是否为伙伴。管理工作较少，是伙伴系统的一个主要优点。

基于伙伴系统的内存管理专注于某个结点的某个内存域，例如，DMA或高端内存域。但所有内存域和结点的伙伴系统都通过备用分配列表连接起来。图3-23说明了这种关系。