1.1 LIST_ENTRY 雙向鏈結串列

LIST_ENTRY 是 EDK2 中最基礎的資料結構，用於實現雙向鏈結串列。 它被嵌入到其他結構體中，用於將多個結構體串連起來。

typedef struct _LIST_ENTRY {
    struct _LIST_ENTRY  *ForwardLink;  // 指向下一個節點
    struct _LIST_ENTRY  *BackLink;     // 指向前一個節點
} LIST_ENTRY;

1.2 MEMORY_MAP_ENTRY 記憶體描述結構

MEMORY_MAP_ENTRY 描述一塊連續的記憶體區域，包含其類型、起始位址、頁數等資訊。 多個 MEMORY_MAP_ENTRY 透過 LIST_ENTRY 串連成記憶體映射表。

typedef struct {
    UINT32          Signature;        // 簽名: 'mmap'
    LIST_ENTRY      Link;             // 串連用的雙向鏈結
    EFI_MEMORY_TYPE Type;             // 記憶體類型
    EFI_PHYSICAL_ADDRESS Start;       // 起始物理位址
    EFI_PHYSICAL_ADDRESS End;         // 結束物理位址
    UINT64          Attribute;        // 記憶體屬性
} MEMORY_MAP_ENTRY;

1.3 EFI_MEMORY_TYPE 記憶體類型

2.1 系統記憶體整體佈局

在 UEFI 系統啟動過程中，記憶體會被劃分為不同的區域。以下是一個典型的記憶體佈局範例：

2.2 記憶體映射表初始狀態

系統啟動後，記憶體管理器會建立一個 Memory Map 鏈結串列來追蹤所有記憶體區域的狀態：

3.1 AllocatePages 配置流程

當呼叫 gBS->AllocatePages() 時，記憶體管理器會執行以下步驟來找到適合的記憶體區塊：

// 配置請求
EFI_STATUS Status;
EFI_PHYSICAL_ADDRESS Address;

Status = gBS->AllocatePages (
    AllocateAnyPages,           // 配置類型：任意位址
    EfiBootServicesData,        // 記憶體類型
    4,                          // 頁數 (4 * 4KB = 16KB)
    &Address                    // 輸出：配置的位址
);

3.2 配置演算法詳解

4.1 FreePages 釋放流程

當呼叫 gBS->FreePages() 時，記憶體管理器會將記憶體歸還並嘗試合併相鄰的空閒區塊：

// 釋放請求
EFI_STATUS Status;

Status = gBS->FreePages (
    0x00200000,    // 要釋放的記憶體位址
    4              // 頁數 (4 * 4KB = 16KB)
);

4.2 記憶體合併 (Coalescing)

釋放記憶體後，管理器會檢查相鄰區塊是否也是空閒的，如果是則合併它們以減少碎片化：

5.1 AllocatePool 配置流程

AllocatePool 用於配置小型記憶體區塊。它在已配置的頁面中管理 Pool，使用 POOL_HEAD 結構追蹤每個配置。

5.2 Pool 結構詳解

typedef struct {
    UINT32          Signature;    // 'phd0'
    UINT32          Reserved;     // Padding
    EFI_MEMORY_TYPE Type;         // Memory type
    UINTN           Size;         // Allocation size (including header)
    CHAR8           Data[1];      // Start of user data
} POOL_HEAD;

6.1 記憶體映射演進

隨著系統啟動，記憶體映射會經歷不同的階段變化。點擊各階段查看該階段的記憶體狀態：

7.1 S4 復甦階段記憶體映射

點擊各階段，查看系統從休眠喚醒到重新交還給 OS 的記憶體狀態與映射變化。

8.1 配置演算法比較

對相同的記憶體佈局和配置請求，不同的演算法會選擇不同的區塊。選擇演算法查看差異：

9.1 碎片化熱力圖

互動式模擬記憶體配置與釋放，觀察碎片化程度的變化：

10.1 啟動服務到 Runtime 交接

當 OS Loader 呼叫 ExitBootServices() 後，Boot Services 記憶體被回收，只有 Runtime 和 ACPI 區域保留：