mmap()：将旧内存重置为零非常驻状态

Question

我正在编写一个内存分配例程，它目前运行顺利。我使用 4096 字节页面中的 mmap() 从操作系统获取内存。当我启动内存分配器时，我使用 mmap() 分配 1gig 的虚拟地址空间，然后在进行分配时，我根据分配算法的细节将其分成大块。

我觉得随意分配多达 1gig 的内存是安全的，因为我知道 mmap() 在我实际写入页面之前实际上不会将页面放入物理内存。

现在，使用我的分配器的程序可能会突然需要大量内存，在这种情况下，操作系统最终必须将整整 1gig 的页面放入物理 RAM。问题是程序可能会进入休眠期，释放大部分 1gig，然后只使用最少量的内存。然而，我在分配器的 MyFree() 函数中真正做的只是翻转一些簿记数据，这些数据将以前使用的 gig 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，其中没有任何漏洞。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即时重新映射它们，就好像它们是新的 mmap()'d "

最好的方法是什么？

实际上，在写完这一切之后，我才意识到我可以先执行一个 munmap()，然后立即执行一个新的 mmap()。那是正确的方法吗？我觉得可能有一些更有效的方法可以做到这一点。

Answer 1

您正在寻找madvise(addr, length, MADV_DONTNEED)。来自the manpage：

MADV_DONTNEED：不要指望在不久的将来访问。 （目前，应用程序在给定的范围内完成，因此内核可以释放与其关联的资源。）此范围内的页面的后续访问将成功，但将导致从底层映射的内存内容重新加载文件（参见 mmap(2)）或零填充按需页面，用于没有基础文件的映射。

请特别注意有关后续访问将如何成功但恢复为按需零填充的语言（对于没有基础文件的映射）。

munmap 后面紧跟另一个 mmap 的大声思考的替代方案也可以工作，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 unmap-and-remap 事件，内核端的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，使用MAP_NORESERVE 进行初始分配非常重要，然后在分配时触摸每个页面，并捕获任何生成的SIGSEGV 并导致分配失败。 （并且您需要记录您的分配器为SIGSEGV 安装了一个处理程序。）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。有关详细信息，请参阅 mmap 联机帮助页。