调用mprotect的次数过多

Question

我正在开发并行应用程序（C，pthread）。我跟踪系统调用，因为在某些时候我的并行性能很差。我的跟踪显示我的程序多次调用mprotect() ......足以显着减慢我的程序。

我确实分配了大量内存（使用malloc()），但只有合理数量的调用brk()才能增加堆大小。那么为什么这么多人打电话给mprotect()？

Answer 1

您是在创建和销毁大量线程吗？

大多数pthread实现将在分配线程堆栈时添加“保护页面”。它是一个访问受保护的内存页面，用于检测堆栈溢出。每次创建或终止线程时，我都希望至少有一次调用mprotect来（保护）保护页面。如果是这种情况，有几个明显的策略：

1. 在创建线程之前使用pthread_attr_setguardsize()将防护页面大小设置为零。
2. 使用线程池（与处理器一样多的线程）。一旦线程完成任务，将其返回到池中以获取新任务而不是终止并创建新线程。

另一种解释可能是你在一个平台上，如果检测到溢出，就会增加线程的堆栈。我不认为这是在具有GCC / Glibc的Linux上实现的，但最近有这些方面提出了一些建议。如果在处理过程中使用大量堆栈空间，则可以使用pthread_attr_setstacksize显式增加初始/最小堆栈大小。

或者它可能完全是另一回事！

Answer 2

如果可以的话，在调试libc下运行程序并在mprotect（）上中断。查看调用堆栈，看看你的代码正在做什么导致mprotect（）调用。

Answer 3

为其malloc使用ptmalloc2的glibc库在内部使用mprotect（）对主线程以外的线程进行堆的微管理（对于主线程，使用sbrk（）代替。）malloc（）首先使用mmap分配大块内存（）如果一个堆区域似乎有争用，那么它将更改不必要部分的保护位，以使其可以通过mprotect（）访问。之后，当需要增加堆时，它会再次使用mprotect（）将保护更改为可读/可写。那些mprotect（）调用用于多线程应用程序中的堆增长和收缩。

http://www.blackhat.com/presentations/bh-usa-07/Ferguson/Whitepaper/bh-usa-07-ferguson-WP.pdf 用更详细的方式解释了这一点。

Answer 4

'valgrind'套件有一个名为'callgrind'的工具，可以告诉你什么叫什么。如果您在'callgrind'下运行应用程序，则可以使用'kcachegrind'查看生成的配置文件数据（它可以分析'cachegrind'或'callgrind'创建的配置文件）。然后双击左侧窗格中的“mprotect”，它将显示调用它的代码和次数。