MDL이란?

MDL은 가상메모리 상에서 연속되어 보이지만, 실제 물리 메모리(RAM)에서는 흩어져있는 페이지들의 지도. 커널 메모리에 존재하는 작은 구조체이다.

사용자는 VA를 사용하고, NIC같은 하드웨어는 DMA(Direct Memory Access)를 통해 RAM에 직접 데이터를 쓰고 읽어야 하므로 가상주소를 알지 못함. 하드웨어에게 어느 물리주소를(PA)에 데이터를 넣어야 하는지 정확하게 알려주기 위해 커널이 작성하는 리스트가 바로 MDL.

MDL이 담고있는 정보

• StartVa: 버퍼가 시작되는 가상 주소의 페이지 정렬 주소.
• ByteOffset: 페이지 시작점에서 실제 데이터까지의 오프셋.
• ByteCount: 버퍼의 전체 크기.
• PFN(Page Frame Number) 배열: 이 부분이 핵심. 해당 가상 메모리 영역이 차지하는 실제 물리 페이지 번호들의 목록이 배열 형태로 나열됨.

실제 데이터는 MDL에 들어있는게 아니라 사용자 버퍼 쪽 페이지에 그대로 들어있으며, I/O가 끝나면 MDL객체는 보통 해제되거나 재사용된다.

MDL 생성 시 발생하는 구체적인 부하

WSASend나 WSARecv를 호출할 때마다 MDL이 생성된다.

1. 커널 메모리 할당 (Non-paged Pool)

MDL 자체도 데이터를 담는 구조체이므로 메모리가 필요. 이때 커널은 스왑 아웃되지 않는 Non-paged Pool 영역에서 메모리를 할당한다.

• 부하 요인: 빈번한 I/O 호출은 잦은 커널 메모리 할당/해제 요청을 발생시켜 메모리 관리자에게 부담을 준다.

2. 페이지 테이블 탐색 (Page Table Walking)

가상 주소가 어떤 물리 주소에 매핑되어 있는지 확인하려면, CPU는 **페이지 테이블(Page Table)**을 뒤져야 함.

• 부하 요인: 버퍼의 크기가 커서 여러 페이지에 걸쳐 있다면, 각 페이지마다 이 탐색 과정을 반복해야 한다. 이 과정에서 TLB(Translation Lookaside Buffer) 미스가 발생하면 CPU 사이클 소모가 급격히 늘어남.

3. 유저 버퍼 고정 (Locking & Pinning)