1.伙伴系统的初始化概述

硬件初始化：计算机加电后进行硬件检测。加载引导程序，将Linux内核加载到内存中。

内核初始化：内核被加载后开始初始化各个子系统。进行CPU架构相关的初始化。初始化内存控制器和其他设备驱动。

内存管理初始化：在内核初始化的过程中，会调用mm_init函数来初始化内存管理系统。mm_init函数会初始化包括伙伴系统在内的各种内存管理组件。

伙伴系统初始化：

• 伙伴系统的初始化通常发生在内存管理初始化阶段，即mm_init函数执行期间。
• 首先，初始化与伙伴系统相关的数据结构，如struct zone等。
• 然后，将由初始内存分配器（如memblock allocator）管理的内存空间释放到伙伴系统中。
• 在初始化过程中，会对每个节点（node）建立内存分配的zone优先级列表。
• 对于x86架构，高端内存和低端内存的伙伴系统初始化是分开进行的，一般先初始化高端内存区，再初始化低端内存区。

初始化完成：

• 完成伙伴系统的初始化后，内核就可以使用伙伴系统来管理物理内存的分配和回收。

所以伙伴系统的舒适化需要依赖memblock分配器释放到伙伴系统，因此需要先研究memblock。

2.伙伴系统初始化问题

        内核如何获取内存的地址、大小。整个内存已经被分为了相同大小的页帧，如何管理他们，如何将空闲页面放到伙伴系统呢？伙伴系统的初始化通常发生在内存管理初始化阶段，即mm_init函数执行期间。

（1）获取到内存区域的起始地址和大小（手册会规定dram区域的起始和结束）。

（2）伙伴系统的初始化（对物理内存管理）前：物理内存划分物理页帧后，需要填充到伙伴系统的链表上。系统启动初始化之后，有很多内存已经被占用了或者被保留起来了（例如dma，内核镜像等等）。因此，伙伴系统介入之前，整个内存是断断续续的。

（3）我们需要了解早期伙伴系统初始化之前的内存管理状态：此时需要先获取内存的管理信息（前面已经有memblock的管理了）。此时有一个全局变量struct memblock memblock保存了很多信息，记录了哪些被占用，占用多大等等。此时需要把空余的给伙伴系统进行管理。最终经过，memblock分配器的管理后，struct memblock memblock结构体的结构大概如下面所示，

（4）struct memblock memblock变量有两个信息：memory和reserved指针分别指向两个数组。数组里面是memblock_region类型的变量，记录了一段一段的空间。

 3. 全局变量：struct memblock memblock

如上图所示，很详细。

• 可用物理内存：memblock.memory
• reserve的物理内存：memblock.reserved

• • 内核镜像、dtb、uboot、页表
  • GPU

4.编程接口

        扫描物理内存上的块添加到memblock：memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)；删除使用memblock_remove()，什么情况下使用删除呢？？

for_each_mem_range；遍历各个mem区域：

int memblock_reserve：主要是对memblock_type结构体reserve。该函数用于预留指定的物理内存区域，防止这部分内存被其他初始化过程使用。

int memblock_free: 主要是对memblock_type结构体free。该函数用于释放之前预留的物理内存区域，使其可用于其他用途。

memblock_add  该函数用于向memblock系统添加一个新的内存区域。

memblock_remove   该函数用于向memblock系统移除一个内存区域。

这些函数接口主要都是在memblock初始化过程中使用

通过调试接口查看信息：底下的reserved各个段就是memblock_type free指向的内容。

cat /sys/kernel/debug/memory

cat /sys/kernel/debug/reserved

5.memblock初始化

        Linux的memblock（内存块）系统是一种早期的内存管理机制，用于在内核完全初始化之前管理物理内存。它在内核启动早期使用，直到完整的内存管理系统（包括伙伴系统）初始化完成为止。

1. 内核加载：当计算机启动时，BIOS/UEFI加载内核映像到内存，并跳转到内核的入口点开始执行。
2. 基本硬件初始化：内核会进行一些基本的硬件初始化工作，比如设置CPU寄存器、中断控制器等。
3. 内存检测：内核通过读取ACPI表或者通过内存检测来获取可用内存的信息。

1. 1. memblock模块加载：在内核加载早期，会加载memblock模块，用于管理内存。
   2. memblock初始化函数：memblock_init函数被调用来初始化memblock系统。
   3. 初始化struct memblock结构体，这是memblock的核心数据结构，用于管理内存信息。设置全局变量memblock指向struct memblock实例。注册memblock_reserve和memblock_free等函数，用于在初始化过程中预留和释放内存。在内核初始化过程中，某些内存区域需要被预留，例如用于设备映射的内存。使用memblock_reserve函数来预留这些内存区域。
   4. struct memblock_region定义了内存区域的起始地址、结束地址以及是否可用等属性。使用memblock_add_*函数添加新的内存区域。所以终态就是把整个内存都处理好了，放到memory或者reserved

注意：early_init_dt_scan_memory函数主要用来初始化memory数组。early_init_fdt_scan_reserved_mem用来初始化reserved数组。最终状态就是将mem_block_memory_init_region和mem_block_reserved_init_region整个数组。 

总结下来主要有两个过程：

（1）获取物理内存的起始地址和大小：直接扫描设备树文件

（2）初始化全局变量memblock的两个数组

设备树中描述了memory和reserve的节点。所有的节点信息都是通过例如