叉子后COW如何工作？

Question

在现代类UNIX系统中执行fork后，我正在阅读有关使用 COW -approach的内容。

假设我们有进程 - P1。它分叉;我们得到另一个过程 - P2。 由于 COW ，它们的虚拟内存由相同的物理页面支持。 有一个页面，其中一个静态全局变量（例如，static long variable;之外的main）位于（ .data 段）中，由物理页面A支持。

现在P1改变了它的静态全局变量;内核在处理保护错误后，将新页面（页面B）映射到P1的虚拟内存以存储该更改的变量。

P2改变其静态全局变量的方式相同，内核在处理保护错误后，将新页面（页面C）映射到P1的虚拟内存以存储更改的变量。

现在没有任何内容引用页面A. 它在哪里？我想它不是悬在空中＆＃34;保持一个物理页面不被使用，从而浪费内存？

Answer 1

创建页面B时，页面A上的COW标志被删除，因为页面不再共享;在修改它之前不再需要复制它。因此，P2只使用页面A，可能根本不会发生页面错误，当然也不需要复制页面。因此，没有页面C，页面A不会被未引用。

请注意，如果P1在修改页面A上的变量之前再次分叉，或者P2分叉，或两者兼有，则可能有3个或更多进程引用该页面。系统通常为存储器映射控制信息中的每个页面维护一个引用计数器，记录将页面映射到其进程存储器的进程数，并且该计数控制是否可以清除COW标志。在只有一个进程引用页面之前，COW标志仍然有效。

exec操作将减少旧进程中所有页面的引用计数，如果引用计数变为零，则将释放页面以供重用。如果P1设置了一些显式共享内存，则即使引用计数器可能大于1，共享内存页也不会设置COW标志。

Answer 2

页面A不会悬空，因为只有一个副本发生。 其中一个过程将首先触发COW。它将获得新的框架B，而另一个过程坚持使用A. 我们可以安排其他进程不会出现页面错误。这可能充满了种族，特别是在SMP下，每个核心都有自己的TLB。 或者我们也可以让其他进程出现页面错误。它将知道帧A不再需要复制，因为例如在管理对象中存在跟踪A的引用计数，并且该引用计数具有值1，指示A被唯一地映射。所以页面错误处理程序只会将页面标记为存在，使其保持映射到A. 如果父母产生一个孩子，该孩子退出，然后父母触摸先前共享的页面，则应该发生同样的事情。由于它不再共享，因此没有理由进行复制写入。