背景

  • Read the fucking source code! --By 鲁迅
  • A picture is worth a thousand words. --By 高尔基

说明：

  1. Kernel版本：4.14
  2. ARM64处理器，Contex-A53，双核
  3. 使用工具：Source Insight 3.5， Visio

1. 概述

在之前的系列文章中，分析到了Buddy System的页框分配，Slub分配器的小块内存对象分配，这些分配的地址都是物理内存连续的。当内存碎片后，连续物理内存的分配就会变得困难，可以使用vmap机制，将不连续的物理内存页框映射到连续的虚拟地址空间中。vmalloc的分配就是基于这个机制来实现的。

还记得下边这张图吗？

vmap/vmalloc的区域就是在VMALLOC_START ~ VMALLOC_END之间。

开启探索之旅吧。

2. 数据结构

2.1 vmap_area/vm_struct

这两个数据结构比较简单，直接上代码：

struct vm_struct {     struct vm_struct    *next;     void            *addr;     unsigned long       size;     unsigned long       flags;     struct page     **pages;     unsigned int        nr_pages;     phys_addr_t     phys_addr;     const void      *caller; };  struct vmap_area {     unsigned long va_start;     unsigned long va_end;     unsigned long flags;     struct rb_node rb_node;         /* address sorted rbtree */     struct list_head list;          /* address sorted list */     struct llist_node purge_list;    /* "lazy purge" list */     struct vm_struct *vm;     struct rcu_head rcu_head; };

struct vmap_area用于描述一段虚拟地址的区域，从结构体中va_start/va_end也能看出来。同时该结构体会通过rb_node挂在红黑树上，通过list挂在链表上。
struct vmap_area中vm字段是struct vm_struct结构，用于管理虚拟地址和物理页之间的映射关系，可以将struct vm_struct构成一个链表，维护多段映射。

关系如下图：