Question

当我使用mmap创建写时复制映射（MAP_PRIVATE）时，只要我写入特定地址，就会复制此映射的某些页面。在我的程序中的某一点，我想弄清楚哪些页面实际上已被复制。有一个名为“mincore”的调用，但它只报告页面是否在内存中，这与正在复制的页面不同。

有没有办法找出哪些页面已被复制？

Answer 1

很好，按照MarkR的建议，我试着通过页面地图和kpageflags界面。下面是一个快速测试，以检查页面是否在内存中“SWAPBACKED”被调用。当然还有一个问题，即kpageflags只能被root访问。

int main(int argc, char* argv[])
{
  unsigned long long pagesize=getpagesize();
  assert(pagesize>0);
  int pagecount=4;
  int filesize=pagesize*pagecount;
  int fd=open("test.dat", O_RDWR);
  if (fd<=0)
    {
      fd=open("test.dat", O_CREAT|O_RDWR,S_IRUSR|S_IWUSR);
      printf("Created test.dat testfile\n");
    }
  assert(fd);
  int err=ftruncate(fd,filesize);
  assert(!err);

  char* M=(char*)mmap(NULL, filesize, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE,fd,0);
  assert(M!=(char*)-1);
  assert(M);
  printf("Successfully create private mapping\n");

测试设置包含4页。第0页和第2页很脏

  strcpy(M,"I feel so dirty\n");
  strcpy(M+pagesize*2,"Christ on crutches\n");

第3页已从中读取。

  char t=M[pagesize*3];

页面1将无法访问

页面映射文件将进程的虚拟内存映射到实际页面，然后可以从全局kpageflags文件中检索该页面。 阅读文件/usr/src/linux/Documentation/vm/pagemap.txt

  int mapfd=open("/proc/self/pagemap",O_RDONLY);
  assert(mapfd>0);
  unsigned long long target=((unsigned long)(void*)M)/pagesize;
  err=lseek64(mapfd, target*8, SEEK_SET);
  assert(err==target*8);
  assert(sizeof(long long)==8);

这里我们读取每个虚拟页面的页面框架编号

  unsigned long long page2pfn[pagecount];
  err=read(mapfd,page2pfn,sizeof(long long)*pagecount);
  if (err<0)
    perror("Reading pagemap");
  if(err!=pagecount*8)
    printf("Could only read %d bytes\n",err);

现在我们要读取每个虚拟帧，实际的pageflags

  int pageflags=open("/proc/kpageflags",O_RDONLY);
  assert(pageflags>0);
  for(int i = 0 ; i < pagecount; i++)
    {
      unsigned long long v2a=page2pfn[i];
      printf("Page: %d, flag %llx\n",i,page2pfn[i]);

      if(v2a&0x8000000000000000LL) // Is the virtual page present ?
        {
        unsigned long long pfn=v2a&0x3fffffffffffffLL;
        err=lseek64(pageflags,pfn*8,SEEK_SET);
        assert(err==pfn*8);
        unsigned long long pf;
        err=read(pageflags,&pf,8);
        assert(err==8);
        printf("pageflags are %llx with SWAPBACKED: %d\n",pf,(pf>>14)&1);
        }
    }
}

总而言之，我对这种方法并不是特别满意，因为它需要访问我们通常无法访问的文件，而且它很复杂（如何通过简单的内核调用来检索页面标记？）。

Answer 2

我通常使用mprotect将我跟踪的写时复制页面设置为只读，然后通过将给定页面标记为脏并启用写入来处理生成的SIGSEGV。

它并不理想，但开销非常易于管理，可以与mincore等结合使用来进行更复杂的优化，例如管理工作集大小或近似页面的指针信息你期望换掉，这让运行时系统与内核合作而不是对抗它。

Answer 3

这并不容易，但可以确定这一点。为了找出页面是否是另一个页面的副本（可能是另一个进程），那么你需要执行以下操作（最近的内核）：

在/ proc / pid / pagemap中读取进程中相应页面的条目
Interrogate / proc / kpageflags

然后，您可以确定两个页面实际上是内存中的同一页面。

这样做相当棘手，你需要成为root用户，无论你做什么都可能会有一些竞争条件，但这是有可能的。

Answer 4

使用虚拟内存硬件的内存保护方案实现写时复制。

当写入只读页面时，会发生页面错误。页面错误处理程序检查页面是否带有写时复制标志：如果是，则分配新页面，复制旧页面的内容，然后重试写入。

新页面既不是只读也不是写时复制，原始页面的链接完全被破坏。

所以你需要做的就是测试页面的内存保护标志。

在Windows上，API为GetWorkingSet，请参阅VirtualQueryEx处的说明。我不知道相应的linux API是什么。

Answer 5

我给了一个类似goal的人回答，并引用了与你类似的问题。

我认为bmargulies'answer对这个问题完全符合你所需要的两个想法。

Answer 6

我不记得导出这样的API。你为什么要做这样的事情（你要解决的问题的根源是什么？）

您可能需要查看/ proc / [pid] / smaps（它提供了一些使用/复制/存储的页面的详细统计信息）。

同样，你为什么要这样做？如果您确定这种方法是唯一的（通常是使用和忘记虚拟内存），您可能需要考虑编写一个处理此类功能的内核模块。

如何知道写时复制页面是否是实际副本？

6 个答案: