mmap()：将旧内存重置为零的非驻留状态

Question

我正在编写一个内存分配例程，目前运行顺利。我使用 4096 字节页面中的 mmap() 从操作系统获取内存。当我启动我的内存分配器时，我用 mmap() 分配了 1gig 的虚拟地址空间，然后在进行分配时，我根据我的分配算法的细节将其划分为大块。

我觉得一时兴起分配多达 1gig 的内存是安全的，因为我知道 mmap() 实际上并没有将页面放入物理内存中，直到我实际写入它们。

现在，使用我的分配器的程序可能会突然出现需要大量内存的情况，在这种情况下，操作系统最终必须将整个 1gig 的页面放入物理 RAM 中。问题是程序可能会进入休眠期，在此期间它会释放大部分 1gig，然后仅使用最少量的内存。然而，我在分配器的 MyFree() 函数中真正做的就是翻转一些簿记数据，这些数据将以前使用的演出标记为空闲，但我知道这不会导致操作系统从物理内存中删除这些页面。

我不能使用像 munmap() 这样的东西来解决这个问题，因为分配算法的本质是它需要一个连续的内存区域，没有任何漏洞。基本上我需要一种方法来告诉操作系统“听着，您可以将这些页面从物理内存中取出并将它们清除为 0，但是当我再次需要它们时，请立即重新映射它们，就好像它们是新的 mmap() 一样” ”

解决这个问题的最佳方法是什么？

实际上，在写完这些之后，我才意识到我可能可以先执行 munmap()，然后立即执行新的 mmap()。这是正确的方法吗？我觉得可能有一些更有效的方法来做到这一点。

Answer 1

您正在寻找madvise(addr, length, MADV_DONTNEED). 从联机帮助页：

MADV_DONTNEED：预计近期不会访问。（目前，应用程序已完成给定范围，因此内核可以释放与其关联的资源。）对该范围内的页面的后续访问将成功，但将导致从底层映射重新加载内存内容文件（请参阅 mmap(2)）或按需填零页面以获取没有底层文件的映射。

特别注意有关后续访问如何成功但恢复到按需填零（对于没有底层文件的映射）的语言。

您大声思考的替代方案（munmap紧随其后的是另一个）mmap也可以工作，但存在内核端效率低下的风险，因为它不再跟踪单个连续区域的分配；如果有很多这样的取消映射和重新映射事件，内核端数据结构可能会变得非常臃肿。

顺便说一句，对于这种分配器，用于MAP_NORESERVE初始分配非常重要，然后在分配时触摸每个页面，并捕获任何结果SIGSEGV并使分配失败。（并且您需要记录您的分配器安装了一个处理程序SIGSEGV。）如果您不这样做，您的应用程序将无法在禁用内存过量使用的系统上运行。有关更多详细信息，请参阅mmap联机帮助页。