Linux 初始化 (早期启动)¶

Linux 配置分为两个主要步骤：早期启动和其余部分。

在早期启动期间，Linux 设置不可变的资源（例如 numa 节点），而后续操作包括驱动程序探测和内存热插拔等。 Linux 可能会在此过程中读取 EFI 和 ACPI 信息，以配置设备的逻辑表示。

在 Linux 早期启动阶段（内核中带有 __init 修饰符的函数），系统会获取 EFI/BIOS 创建的资源 (ACPI 表格) 并将其转换为内核可以使用的资源。

BIOS、构建和启动选项¶

在内核构建期间需要考虑 4 个预启动选项，这些选项决定了 Linux 在早期启动期间如何管理内存。

EFI_MEMORY_SP
- BIOS/EFI 选项，用于指示内存是 SystemRAM 还是特定用途。特定用途内存将被推迟到驱动程序管理，而不是立即作为系统 RAM 公开。
CONFIG_EFI_SOFT_RESERVE
- Linux 构建配置选项，用于指示内核是否支持特定用途内存。
CONFIG_MHP_DEFAULT_ONLINE_TYPE
- Linux 构建配置，用于指示应如何管理转换为 dax 设备的特定用途内存（保留为 DAX，还是作为 SystemRAM 在 ZONE_NORMAL 或 ZONE_MOVABLE 中联机）。
nosoftreserve
- Linux 内核启动选项，用于指示是否应支持软保留。类似于 CONFIG_EFI_SOFT_RESERVE。

内存映射创建¶

当内核解析 EFI 内存映射时，如果支持并检测到 Specific Purpose 内存，它将把此区域设置为 SOFT_RESERVED。

如果 EFI_MEMORY_SP=0、CONFIG_EFI_SOFT_RESERVE=n 或 nosoftreserve=y - Linux 会将 CXL 设备内存区域默认设置为 SystemRAM。这会将内存公开给 ZONE_NORMAL 中的内核页面分配器，使其可用于大多数分配（包括 struct page 和页表）。

如果设置并支持了特定用途，则 CONFIG_MHP_DEFAULT_ONLINE_TYPE_* 指示默认情况下是否联机内存 (_OFFLINE 或 _ONLINE_*)，以及如果联机，默认情况下将该内存联机到哪个区域 (_NORMAL 或 _MOVABLE)。

如果放置在 ZONE_MOVABLE 中，则该内存将不可用于大多数内核分配（例如 struct page 或页表）。这可能会严重影响性能，具体取决于系统的内存容量。

NUMA 节点保留¶

Linux 引用 SRAT 中定义的邻近域 (PXM) 以在 acpi_numa_init 中创建 NUMA 节点。通常，PXM 和 NUMA 节点 ID 之间存在 1:1 关系。

SRAT 是 ACPI 定义的定义邻近域的唯一方法。 Linux 选择最多将这些域与 NUMA 节点 1:1 映射。 CEDT 添加了 SPA 范围的描述，Linux 可以将这些范围映射到一个或多个 NUMA 节点。

如果 CFMWS 中存在 CXL 范围，但 SRAT 中不存在，则会创建一个伪 PXM（截至 v6.15）。将来，由于邻近域关联的模糊性，Linux 可能会拒绝 SRAT 未描述的 CFMWS。

重要的是要注意，NUMA 节点创建不能在运行时完成。所有可能的 NUMA 节点都在 __init 时识别，更具体地说是 mm_init 期间。 CEDT 和 SRAT 必须包含足够的 PXM 数据，以便 Linux 识别 NUMA 节点及其关联的内存区域。

相关代码存在于： linux/drivers/acpi/numa/srat.c 中。

有关更多信息，请参见示例平台配置。

内存层创建¶

内存层是按性能特征分组的 NUMA 节点的集合。在 __init 期间，Linux 使用包含所有标记为 N_MEMORY 的节点的默认内存层初始化系统。

memory_tier_init 在启动时为默认联机的所有内存节点调用。 memory_tier_late_init 在 late-init 期间为驱动程序配置期间设置的节点调用。

只有当节点具有在线内存时，才会标记为 N_MEMORY。

层成员资格可以在

/sys/devices/virtual/memory_tiering/memory_tierN/nodelist
0-1

中检查如果分组的节点在性能上有明显的差异，请检查 CXL 节点的 HMAT 和 CDAT 信息。除非通过 access_coordinates 将 HMAT/CDAT 信息报告给 memory_tier 组件，否则所有节点都默认为 DRAM 层。

有关更多信息，请参见 CXL 访问坐标文档。

连续内存分配¶

连续内存分配器 (CMA) 允许在早期启动期间在 NUMA 节点上保留连续的内存区域。但是，CMA 无法在早期启动期间未联机的 NUMA 节点上保留内存。

void __init hugetlb_cma_reserve(int order) {
  if (!node_online(nid))
    /* do not allow reservations */
}

这意味着如果用户打算将 CXL 内存的管理推迟到驱动程序，则 CMA 不能用于保证巨页分配。如果在早期启动期间将 CXL 内存作为 ZONE_NORMAL 中的 SystemRAM 启用，则可以使用 cma_pernuma 或 numa_cma 内核命令行参数进行每个节点的 CMA 预留。

Linux 内核

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