我有一些代码经常复制一大块内存，通常是在对其进行非常小的更改之后。
我已经实现了一个跟踪更改的系统，但我认为它可能会很好，如果可能的话，告诉操作系统对内存进行“写时复制”，并让它只处理复制那些变化的部分。然而，虽然 Linux 确实会进行写时复制，例如在 fork() 时，我找不到控制它并自己做的方法。
【问题讨论】：
标签： c linux memory-management
您最好的机会可能是 mmap() 将原始数据归档，然后再次使用 MAP_PRIVATE mmap() 相同的文件。
【讨论】：
MAP_PRIVATE 映射 - COW 语义要求所有用户都拥有 COW 副本，没有人使用“主”副本。不幸的是，文件本身似乎是必要的。
AA，而 COW 的原因是你想要一个可以更改为 AB 的副本。没有理由原来的AA 需要是私有映射，因为没有人打算写信给它。它只是一个模板。
mmap 没有为此提供固有的支持 - 我可能会尝试向mmap 添加支持以复制现有映射并看看它是如何进行的。
根据您要复制的具体内容，persistent data structure 可能是您问题的解决方案。
【讨论】：
使用面向对象的语言（如 c++）更容易实现写时复制。例如，Qt 中的大多数容器类都是写时复制的。
但是，如果您当然也可以在 C 中做到这一点，那只是需要做更多的工作。当你想将你的数据分配给一个新的数据块时，你不做一个复制，而是你只复制一个指针到你的数据周围的包装器 strcut 中。您需要在数据块中跟踪数据的状态。如果您现在更改新数据块中的某些内容，则制作“真实”副本并更改状态。 您当然不能再使用像“=”这样的简单运算符进行赋值，而是需要有函数（在 C++ 中，您只需进行运算符重载）。
一个更健壮的实现应该使用引用计数器而不是一个简单的标志，我把它留给你。
一个快速而肮脏的例子： 如果你有一个
struct big {
//lots of data
int data[BIG_NUMBER];
}
您必须自己实现分配函数和 getter/setter。
// assume you want to implent cow for a struct big of some kind
// now instead of
struct big a, b;
a = b;
a.data[12345] = 6789;
// you need to use
struct cow_big a,b;
assign(&a, b); //only pointers get copied
set_some_data(a, 12345, 6789); // now the stuff gets really copied
//the basic implementation could look like
struct cow_big {
struct big *data;
int needs_copy;
}
// shallow copy, only sets a pointer.
void assign(struct cow_big* dst, struct cow_big src) {
dst->data = src.data;
dst->needs_copy = true;
}
// change some data in struct big. if it hasn't made a deep copy yet, do it here.
void set_some_data(struct cow_big* dst, int index, int data } {
if (dst->needs_copy) {
struct big* src = dst->data;
dst->data = malloc(sizeof(big));
*(dst->data) = src->data; // now here is the deep copy
dst->needs_copy = false;
}
dst->data[index] = data;
}
您还需要编写构造函数和析构函数。我真的为此推荐 c++。
【讨论】：
采用的写时复制机制，例如by fork() 是 MMU（内存管理单元）的一个特性，它为内核处理内存分页。访问 MMU 是一项特权操作，即不能由用户空间应用程序完成。我也不知道有任何写入时复制 API 导出到用户空间。
（再说一次，我并不是 Linux API 的专家，所以其他人可能会指出我错过的相关 API 调用。）
编辑： 瞧，MSalters 应运而生。 ;-)
【讨论】：
您应该能够通过 /proc/$PID/mem 打开自己的内存，然后使用 MAP_PRIVATE 将其中有趣的部分 mmap() 到其他地方。
【讨论】：
这是一个工作示例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#define SIZE 4096
int main(void) {
int fd = shm_open("/tmpmem", O_RDWR | O_CREAT, 0666);
int r = ftruncate(fd, SIZE);
printf("fd: %i, r: %i\n", fd, r);
char *buf = mmap(NULL, SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED, fd, 0);
printf("debug 0\n");
buf[SIZE - 2] = 41;
buf[SIZE - 1] = 42;
printf("debug 1\n");
// don't know why this is needed, or working
//r = mmap(buf, SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE,
// MAP_FIXED, fd, 0);
//printf("r: %i\n", r);
char *buf2 = mmap(NULL, SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_PRIVATE, fd, 0);
printf("buf2: %i\n", buf2);
buf2[SIZE - 1] = 43;
buf[SIZE - 2] = 40;
printf("buf[-2]: %i, buf[-1]: %i, buf2[-2]: %i, buf2[-1]: %i\n",
buf[SIZE - 2],
buf[SIZE - 1],
buf2[SIZE - 2],
buf2[SIZE - 1]);
unlink(fd);
return EXIT_SUCCESS;
}
为了安全起见，我有点不确定是否需要启用注释掉的部分。
【讨论】：