memblock: 사용할 RAM과 남겨 둘 RAM을 구분하기

이 코드는 어떤 문제를 푸나요?

부팅 직후에는 일반 메모리 할당기가 아직 없습니다. 그렇지만 페이지 테이블과 커널 자료구조를 만들 RAM은 필요합니다. memblock은 RAM 구간과 예약 구간을 따로 기록하여, 이미 커널 이미지나 펌웨어가 쓰는 주소를 다시 나누어 주지 않도록 합니다. 여기서는 예약 정보를 등록하는 짧은 함수 전체를 읽습니다.

읽을 범위: v6.18.37 · mm/memblock.c · __memblock_reserve 928–937행입니다. 아래에 이 범위의 원문과 각 줄의 설명을 실었습니다. 주제 전체의 흐름과 다른 경로는 기존 분석에서 함께 읽으실 수 있습니다.

먼저 알아둘 개념

물리 주소 구간

base는 첫 바이트의 물리 주소이고 size는 바이트 수입니다. 관리 대상은 보통 [base, base + size)로 표현합니다. 끝 주소를 포함하는 로그를 찍을 때만 base + size - 1을 사용합니다.

memory와 reserved

memory는 파악한 메모리 구간이고 reserved는 재할당하면 안 되는 구간입니다. 예약은 RAM 내용을 복사하거나 지우는 명령이 아니라 할당기가 사용할 수 있는 범위를 줄이는 기록입니다.

__init_memblock

memblock 초기화 코드의 수명에 관한 표기입니다. 관련 설정에 따라 초기화 이후에도 유지할 수 있으므로 항상 즉시 폐기된다고 읽으시면 안 됩니다.

처음 읽을 때

가상의 RAM [0x1000, 0x9000)에서 [0x3000, 0x5000)을 예약해 보세요. 남는 구간은 두 개가 되지만 전체 RAM의 물리 배치가 바뀌지는 않습니다.

더 깊이 살펴볼 때

예약 범위가 겹칠 때 memblock_add_range가 같은 영역을 중복 계산하지 않는지, nid와 flags가 다른 인접 영역을 언제 병합할 수 있는지까지 이어서 읽어 보세요.

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1. RAM 구간 파악

예시 memory = [0x1000, 0x9000)

화살표는 RAM 목록을 받아 예약 판단으로 넘어가는 순서입니다. 숫자는 설명용 주소입니다.

2. 일부 구간 예약

예시 reserved = [0x3000, 0x5000)

RAM을 이동하지 않습니다. 이 범위를 할당 후보에서 제외하도록 목록에 기록합니다.

3. 남는 구간 사용

예시 후보 = [0x1000, 0x3000), [0x5000, 0x9000)

화살표는 예약 정보를 반영한 결과입니다. 예약 함수 자체가 이 두 구간을 할당한다는 뜻은 아닙니다.

__memblock_reserve를 한 줄씩 읽기

줄 번호는 v6.18.37 원문 기준입니다. 주석·빈 줄을 포함한 함수 전체를 먼저 보고, 그 아래에서 각 줄을 설명합니다.

int __init_memblock __memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
				       int nid, enum memblock_flags flags)
{
	phys_addr_t end = base + size - 1;

	memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d flags=%x %pS\n", __func__,
		     &base, &end, nid, flags, (void *)_RET_IP_);

	return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, nid, flags);
}

int __init_memblock __memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size,

				       int nid, enum memblock_flags flags)

	phys_addr_t end = base + size - 1;

	memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d flags=%x %pS\n", __func__,

		     &base, &end, nid, flags, (void *)_RET_IP_);

	return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, nid, flags);

함께 생각해 볼 질문

출처와 읽은 범위

Linux stable v6.18.37 · mm/memblock.c

해당 버전 원본 파일 · 기존 코드 분석 · 설명 원고