可以懒惰地分配静态内存吗？

Question

在C程序中有一个静态数组:

#define MAXN (1<<13)
void f() {
    static int X[MAXN];
    //...
}

在实际使用每个页面之前,Linux内核是否可以选择不将地址映射到物理内存？那么X怎么可以满0,那么当每个页面被访问时,内存是否归零？这怎么不影响程序的性能？

Answer 1

在实际使用每个页面之前,Linux内核是否可以选择不将地址映射到物理内存？

是的,它为所有内存执行此操作(除了驱动程序和内核本身使用的特殊内存).

那么X怎么可以满0,那么当每个页面被访问时,内存是否归零？

你应该忽略这个细节.只要当你访问它时内存充满了零,我们就说它充满了零.

这怎么不影响程序的性能？

确实如此.

Answer 2

Linux 内核可以选择在实际使用每个页面之前不将地址映射到物理内存吗？

是的，对于用户空间内存，它总是可以完成。

那么X怎么会全是0呢，是不是每次访问页的时候内存都被清零了呢？

内核维护一个全0的页面，当用户请求静态数组的新页面（静态因此在第一次使用之前全0）时，内核提供清零的页面，但没有程序写入的权限。写入数组会触发写时复制机制：发生页面错误，然后内核分配一个可写页面，映射它并从最后一条指令（由于页面错误而无法完成的指令）恢复程序。过错）。请注意，预置零优化会更改此处的实现细节，但理论是相同的。

这如何不影响程序的性能？

程序不必在启动时将大量（可能）页面清零，并且内核实际上不必拥有内存（可以要求比系统拥有的内存更多的内存，只要您不使用它）。程序执行期间会产生页面错误，但可以将其最小化，请参阅mmap()和madvise()与MADV_SEQUENTIAL. 请记住，翻译后备缓冲区不是无限的，它可以维护很多条目。

资料来源：Linux 内存常见问题解答、Alan Ott 的 Linux 内存管理简介