为什么此代码会导致页面错误？

Question

我分配512mb的内存，然后我修改每个第4096个字节（这会导致每个修改的次要页面错误，这就是我实际得到的）。但后来我重复相同的循环，它再次导致每个请求的页面错误。我的问题是，为什么？

输出如下：

但是，如果我从程序中删除调用ps，则执行第二个循环所需的时间要低得多，比如0.04s。为什么呢？

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <sstream>
#include <unistd.h>
using namespace std;

const int sz = 512 * 1024 * 1024;

int main()
{
    char * data = (char *)malloc(sz);
    if (data == 0) cout << "alloc fail";
    stringstream cmd;
    cmd << "ps -o min_flt,maj_flt " << getpid();
    system(cmd.str().c_str());
    cout << "start\n";
    clock_t start = clock();
    for (int i=0; i<sz; i += 4096)
        data[i] = 1;
    clock_t end = clock();
    double time1 = double(end-start) / CLOCKS_PER_SEC;

    system(cmd.str().c_str());

    start = clock();
    for (int i = 0; i < sz; i += 4096)
        data[i] = 1;
    end = clock();
    double time2 = double(end-start) / CLOCKS_PER_SEC;

    system(cmd.str().c_str());

    cout << time1 << " " << time2 << endl;
}

Answer 1

库函数system大致如下：

1. 分叉，创建一个包含内存映像副本的新进程。
2. 在子项中，exec /bin/sh将命令行选项-c和指示的命令传递给它，用新加载的/ bin /替换新进程的内存映像SH。
3. 在父级（原始进程）中，等待子级完成，并返回其状态码。

当进程执行fork时，系统希望避免复制整个内存映像以便复制它。所以它只是重复页面表，并将所有页面标记为＆＃34; copy-on-write＆＃34;这需要将它们设置为只读，以便可以检测到写入。

后续exec会将页面标记为非共享，但它可能不会取消将页面设置为只读，以便后续写入页面仍会触发次要页面错误，尽管处理程序由于页面不再共享，因此不会执行任何操作。

实际上并不保证exec将在第二个写循环开始之前发生。您的机器很可能具有多个核心，因此两个进程很可能同时处于活动状态。由于exec可能需要一段时间才能完成设置，因此很有可能某些写循环甚至会在exec之前发生，也就是说在有任何线索表明复制之前-write是不必要的。