是否有任何操作系统允许将内存从一个地址移动到另一个地址而不进行物理复制？

Question

memcpy/memmove 从源到目标重复（复制数据）。是否存在将页面从一个虚拟地址移动到另一个而不对源数据进行实际逐字节复制的方法？对我来说这似乎是完全可能的，但是任何操作系统实际上都允许这样做吗？在我看来，动态数组是一个如此广泛和流行的概念，但通过物理复制来增长它们是一种非常浪费的操作，这对我来说似乎很奇怪。当您开始谈论以千兆字节为单位的数组大小时，它只是无法扩展（例如，想象将一个 100GB 的数组增加到一个 200GB 的数组。现在在

void* very_large_buffer = VirtualAlloc(NULL, 2GB, MEM_COMMIT);
// Populate very_large_buffer, run out of space.
// Allocate buffer twice as large, but don't actually allocate 
// physical memory, just reserve the address space.
void* even_bigger_buffer = VirtualAlloc(NULL, 4GB, MEM_RESERVE);
// Remap the physical memory from very_large_buffer to even_bigger_buffer without copying
// (i.e. don't copy 2GB of data, just copy the mapping of virtual pages to physical pages)
// Does any OS provide support for an operation like this?    
MoveMemory(very_large_buffer, even_bigger_buffer, 2GB)
// Now very_large_buffer no longer has any physical memory pages associated with it
VirtualFree(very_large_buffer)

Answer 1

在某种程度上，您可以在 Linux 上使用 mremap 做到这一点。

该调用使用进程的页表进行零拷贝重新分配如果可以的话。并非在所有情况下都是可能的（地址空间碎片，以及其他现有映射的存在只是一个问题）。

手册页实际上是这样说的：

mremap() 更改虚拟地址和内存页面之间的映射。这可用于实现非常高效的 realloc(3)。

Answer 2

是的，内存映射文件的常见用途是通过映射文件的不同视图在进程之间“移动”或复制内存

Answer 3

每个 POSIX 系统都能够做到这一点。如果您将mmap 与文件描述符（由open 或shm_open 获得）一起使用并且不是匿名的，您可以取消映射它，然后截断（缩小或增长）然后再次映射它。您可能并且经常会为相同的页面获得不同的虚拟地址。

Answer 4

我的意思是，您永远无法绝对保证在接下来的 100GB 中没有活动内存，因此您可能无法使其连续。

另一方面，您可以使用不规则数组（数组的数组），其中数组不必彼此相邻（甚至大小相同）。动态数组的许多优点可能无法扩展到 100GB 领域。