是否可以通过用户编程控制页面调出和页面调入？如果是，那么如何？

Question

我的问题如下：

我 mmap （内存映射）将文件放入虚拟内存空间。 当我第一次使用指针访问文件的第一个字节时，操作系统将尝试访问内存中的数据，但它会失败并引发页面错误，因为现在数据不存在于内存中。因此操作系统会将数据从磁盘交换到内存中。最后，我的访问将成功。

（问题即将来临） 当我修改数据（内存中）并写回磁盘文件时，我怎么能释放物理内存供其他人使用，但是保留虚拟内存以便根据需要将数据提取回内存？ 这听起来像操作系统知道内存耗尽的页面输出和页面调整行为，它会将LRU（或类似的东西）内存页面交换到磁盘（交换文件）并释放物理内存用于其他进程，以及根据需要将被驱逐的数据提取回内存。但这种机制由操作系统控制。

由于某些原因，我需要自己控制页面调出和页面调整行为。那我该怎么办？破解内核？

Answer 1

您可以使用madvise系统调用。它的行为受advice参数的影响;有很多建议选择，应根据申请的具体情况选择最佳建议。

标志MADV_DONTNEED意味着应该无条件地释放给定范围的物理支持帧（即，被分页）。也：

  

成功MADV_DONTNEED操作后，语义为     更改指定区域中的内存访问：后续     对范围内页面的访问将成功，但会产生     从最新的重新填充内存内容     底层映射文件的内容（用于共享文件）     映射，共享匿名映射和基于shmem     诸如System V共享内存段之类的技术）或零     匿名私有映射的按需填充页面。

如果你绝对确定它会非常长，直到你再次访问同一个位置，这可能会很有用。

然而，可能没有必要强制内核实际页面输出;相反，另一种可能性是，如果您按顺序访问映射，则使用madvise和MADV_SEQUENTIAL告诉内核您主要按顺序访问内存映射：

  

按顺序排列页面引用。 （因此，可以提前积极地读取给定范围内的页面，并且可以在访问它们后立即释放它们。）

或MADV_RANDOM

  

以随机顺序预期页面引用。 （因此，预读可能没有通常那么有用。）

这些并不像明确调用MADV_DONTNEED页面那样具有攻击性。 （当然你也可以将它们与MADV_DONTNEED结合起来）

在最近的内核版本中，还有the MADV_FREE flag可以懒得释放页面框架;如果有足够的内存可用，它们将保持映射状态，但如果内存压力增大，内核将回收它们。

Answer 2

你可以用mlock + munlock来锁定/解锁页面。这将使您可以控制被换出的页面。

您需要具有CAP_IPC_LOCK功能才能执行此操作。