一樣先來個簡單的總結吧！
這份文件 Physical Memory Model 是在描述 Linux kernel 是怎麼樣管理實體記憶體的。
Linux kernel 中有兩種記憶體模型，這篇文件介紹了兩種記憶體模型是如何管理實體記憶體的，
並且簡單描述了這兩種模型應該使用和實作的 API：

• FLATMEM model：適用於非 NUMA 架構，且實體記憶體區段幾乎都是連續的記憶體架構上，Linux 最一開始所使用的記憶體模型。
  • 優點：直覺、pfn (page frame number) 和 struct page 之間的轉換簡單
  • 缺點：若實體記憶體上有"孔洞"，那麼將會浪費很多記憶體(struct page 物件)來儲存這些孔洞
• SPARSEMEM model：通用的記憶體模型，是想要取代 DISCONTIGMEM 這個記憶體模型
  • 優點：能夠支援記憶體的熱插拔、熱移除(hot remove)，且能有效減少紀錄記憶體"孔洞"所使用的記憶體
  • 缺點：pfn 轉換到 struct page 較為複雜，所以後來有引入了一些優化的機制

最後講述到了 ZONE_DEVICE，一個搭建於 SPARSEMEM_VMEMMAP 的設施，
讓驅動程式所使用的實體記憶體區塊也能使用 mem_map 相關操作。

PF (Page Frame) & PFN (Page Frame Number)

實體記憶體在 Linux 的管理下，是被分為一個一個 PAGE_SIZE 大小的區塊 (實際PAGE_SIZE值和架構有關)，而這一塊 PAGE_SIZE 大小的區塊就被稱為 page frame，是實體記憶體的最小管理單位，每一個 page frame 會由一個 struct page 的物件所紀錄(紀錄它的使用狀況)；
page frame number 就是 page frame 的編號，PA 位址 addr 的 PFN 就是 addr >> PAGE_SIZE。

NUMA (Non-Uniform Memory Access)

這是指一種多處理器的記憶體架構，記憶體存取的速度是和記憶體與處理器的距離有關係的，處理器對不同位置的記憶體有不同的存取速度，所以稱為 "Non-Uniform"

FLATMEM -> DISCONTIGMEM -> SPARSEMEM

這是一個實體記憶體管理模型的演進，最早出現的是 FLATMEM，直覺式的實作方式，把實體記憶體用 struct page 物件陣列來做紀錄，struct page 和 pfn 之間的關係簡單，轉換也很容易；
DISCONTIGMEM 則是為了更有效率的管理不連續的實體記憶體系統，以及較好的支援 NUMA 系統而被創造出來，引進了 memory node 的概念，來符合 NUMA 架構下，每個 node 有自己獨立的記憶體管理子系統；
最後 SPARSEMEM 則是因為 DISCONTIGMEM 對於 memory hotplug 和 memory hot remove 的支援性太差(NUME node 的 granularity 對於 hot plug 或是 hot remove 都太大了(coarse))，所以被實作出來，做為一個更通用並且支援 hot plug、hot remove 用來取代 DISCONTIGMEM。
DISCONTIGMEM 在 5.13 版的 kernel 都還看的到它的蹤跡，而在 5.14 之後看起來就被 SPARSEMEM 所徹底取代了。

後記

今天簡單記錄到這，感謝各位觀看！
明天也許來研究一下，這些 memory model 在 RISC-V 下的實作，順便看看 kernel 是如何取的 dtb 中的 memory 資訊以及傳遞下來來做這些實體記憶體管理的；
我們明天見！

參考資料

• LWN：Memory: the flat, the discontiguous, and the sparse
• Linux內存管理：SPARSEMEM模型
• 寻找页结构体的位置
• Linux內存模型

延伸閱讀

• Kernel Doc：Memory Hotplug
• RISC-V: Implement sparsemem
• （五）Linux内存管理zone_sizes_init