C 中的连续内存分配和内存访问延迟

Question

我正在阅读这篇论文。 http://www.ece.cmu.edu/~ece447/s13/lib/exe/fetch.php?media=moscibroda.pdf

其中讨论了当前用于大多数多核架构的内存访问方法。该论文提供了当前方法在处理并发线程时的局限性示例，其中 on 访问的是连续指令中的内存和顺序指令中的其他不连续内存位置。

根据论文，在顺序指令中访问连续内存的线程将首先由内存控制器服务。我当然不怀疑这一点，但作者提供了两个代码来说明一个连续内存被顺序访问的应用程序和一个连续内存不被顺序访问的应用程序。这是代码。

连续内存访问

// initialize arrays a, b
for (j=0; j<N; j++)
    a[index[j]] = b[index[j]];
for (j=0; j<N; j++)
    index[j] = j; // streaming index
for (j=0; j<N; j++)
        b[index[j]] = scalar * a[index[j]];

非连续内存访问

// initialize arrays a, b
for (j=0; j<N; j++)
   index[j] = rand(); // random # in [0,N]
 for (j=0; j<N; j++)
    a[index[j]] = b[index[j]];
for (j=0; j<N; j++)
  b[index[j]] = scalar * a[index[j]];

我的问题是，如果您要在 C 中实现此代码并为 x86 或 ARM 编译它，然后在某些操作系统（例如 Linux）上运行它，您能否保证您正在分配的原始缓冲区的内存位置物理上是连续的吗？它们不只是虚拟连续内存吗（除非使用了类似 kmalloc() 的 Linux 方法）？

*注：作者指定提供的代码是伪代码，所以也许我对实现的困惑是没有根据的。

Answer 1

我的问题是你是否要在 C 中实现这段代码并编译它 对于 x86 或 ARM，然后在某些操作系统上运行它，比如 Linux，会 你有任何保证原始的内存位置 您分配的缓冲区在物理上是连续的吗？

回答：是的

代码不是伪代码，它是实际的 C（仅缺少 % N，模运算符，需要限制 rand() 从 0-(N-1) 的返回）。连续保证的关键是使用了 arrays。 C 中的数组（相对于 指向类型指针的指针）。这保证了虚拟内存中所有元素的顺序内存位置（这通常是现代内存管理器分配的唯一类型的内存）。

在连续内存访问代码中，您只是按顺序迭代连续元素，而非连续示例迭代数组中的随机索引。

您的困惑并非没有根据，因为在很多情况下，对象的集合并不能保证相邻元素在内存中是连续的，但是作者在示例中指定使用 arrays 来保证所有元素是顺序的（根据定义）。

通过使用rand() 使非连续示例中的访问变得非连续（这是伪的，因为它缺少% N，但不是语法）（例如index[j] = rand() % N; 将限制分配给0-N，但不保证涵盖所有索引）从我的阅读来看，该示例的目的是强调连续块内的直接顺序访问，而非连续示例只是作为反例提供，其中作者说明随机访问顺序块中的不同元素。