mmap()和Linux下页面的实际物理分配答案

【问题标题】：mmap() and actual physical allocation of the pages under Linuxmmap()和Linux下页面的实际物理分配
【发布时间】：2021-12-20 08:20:39
【问题描述】：

当我使用 MEM_RESERVE 执行 VirtualAlloc 时 | Windows 下的 MEM_COMMIT 虚拟分配的页面实际上并没有立即获得分配的物理页面，而是首先从页面文件中减去页面，然后在第一次访问页面时按需映射（我已经测量了延迟此映射的 >= 1.000 个时钟周期）。

但是 Linux 是什么？当我过度使用时，对我来说很明显物理页面会立即分配。但是当我关闭过度使用并拥有 mmap() 时会发生什么？如果物理分配立即失败，系统是否会从页面文件/分区中减去必要的空间以获得支持？ IE。然后页面是否像在 Windows 下那样动态分配？

【问题讨论】：

标签： linux-kernel mmap

【解决方案1】：

好的，所以我写了一个小程序来扫描新分配的 mmap() 页面

#if defined(_MSC_VER)
    #include <Windows.h>
#elif defined(__unix__)
    #include <sys/mman.h>
#endif
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <atomic>


using namespace std;
using namespace chrono;

int main()
{
    static size_t const SIZE = (size_t)8 << 30, N_PAGES = SIZE >> 12;
#if defined(_MSC_VER)
    void *p = VirtualAlloc( nullptr, SIZE, MEM_RESERVE | MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE );
#elif defined(__unix__)
    void *p = mmap( nullptr, SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS | MAP_SHARED, 0, 0 );
#endif
    if( !p )
        return EXIT_FAILURE;
    auto scan = [&]()
    {
        auto start = high_resolution_clock::now();
        for( atomic<char> *pc = (atomic<char> *)p, *pcEnd = pc + SIZE; pc < pcEnd; pc->store( 0, memory_order_relaxed ), pc += 0x1000 );
        return (double)(int64_t)duration_cast<nanoseconds>( high_resolution_clock::now() - start ).count() / N_PAGES;
    };
    cout << scan() << endl;
    cout << scan() << endl;
}

在我的 Linux Ryzen 7 1800X PC 上，第一次 scan() 每页大约 1.800ns，后者大约为 60ns。而且我的 Ubuntu 计算机启用了过度使用，因此这肯定也适用于非过度使用。所以 Linux 在这里具有与 Windows 相同的行为。我的带有 Ryzen Threadripper 3990X 的 Windows-PC 在这里明显更快；第一次 scan() 每页大约 700ns。

【讨论】：