是否有可能(在任何合理的操作系统上,最好是 Linux)仅通过修改页表而不实际移动任何数据来交换两个内存页的内容?
动机是密集矩阵转置。如果数据被页面大小阻塞,则可以在页面内转置数据(适合缓存),然后交换页面以将块移动到最终位置。一个大矩阵会移动很多页,所以希望刷新 TLB 不会造成麻烦。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define __USE_GNU
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
int main() {
int PAGE_SIZE = getpagesize();
char* m = NULL;
void* temp;
printf("page size = %d\n", PAGE_SIZE);
m = (char*)mmap(0, PAGE_SIZE*3, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
temp = m+PAGE_SIZE*2;
memset(m, '0', PAGE_SIZE);
memset(m+PAGE_SIZE, '1', PAGE_SIZE);
printf("before %c %c\n", m[0], m[PAGE_SIZE]);
mremap(m + PAGE_SIZE, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE, MREMAP_FIXED | MREMAP_MAYMOVE, temp);
mremap(m, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE, MREMAP_FIXED | MREMAP_MAYMOVE, m+PAGE_SIZE);
mremap(temp, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE, MREMAP_FIXED | MREMAP_MAYMOVE, m);
printf("after %c %c\n", m[0], m[PAGE_SIZE]);
return 0;
}
我认为内存映射文件可以解决问题,但我认为我自己从未尝试过。使用带有 MAP_ANONYMOUS 的mmap来映射纯虚拟地址(无物理文件支持)。然后,您可以将您的“文件”重新映射到 VA 的各个区域,从而获得有效的零拷贝语义。在 Windows 中,您可以将MapViewOfFile与使用 CreateMapOfFile(INVALID_HANDLE_VALUE, ...) 创建的文件映射句柄一起使用,但请注意,在 NT 上,您无法控制重新映射的目标(即新映射的 VA 地址是函数的输出call),并且在 Linux 上,所需的地址被视为提示。
如果这不起作用,那么您可能需要在内核中创建一个内存管理器模块,这对于任何实际项目都不可行。
理论上,当然可以。在实践中,我认为您可以使用 mmap() 以这种方式移动系统 V 风格的共享内存块。