12

我正在对 C++ 绿色线程进行一些研究，主要是boost::coroutine2类似的 POSIX 函数makecontext()/swapcontext()，并计划在boost::coroutine2. 两者都需要用户代码为每个新函数/协程分配一个堆栈。

我的目标平台是 x64/Linux。我希望我的绿色线程库适用于一般用途，因此堆栈应根据需要扩展（合理的上限很好，例如 10MB），如果未使用太多内存时堆栈可以收缩（不需要），那就太好了）。我还没有找到合适的算法来分配堆栈。

经过一番谷歌搜索，我自己想出了几个选项：

  1. 使用编译器实现的拆分堆栈（gcc -fsplit-stack），但拆分堆栈有性能开销。由于性能原因，Go 已经远离了拆分堆栈。
  2. 分配一大块内存，mmap()希望内核足够聪明，不分配物理内存，只在访问堆栈时分配。在这种情况下，我们受内核的支配。
  3. 预留一个大的内存空间mmap(PROT_NONE)并设置一个SIGSEGV信号处理程序。在信号处理程序中，当SIGSEGV由堆栈访问引起时（访问的内存在保留的大内存空间内），分配所需的内存mmap(PROT_READ | PROT_WRITE)。这是这种方法的问题：mmap()不是异步安全的，不能在信号处理程序中调用。它仍然可以实现，但非常棘手：在程序启动期间创建另一个线程用于内存分配，并用于pipe() + read()/write()将内存分配信息从信号处理程序发送到线程。

关于选项 3 的更多问题：

  1. 我不确定这种方法的性能开销，当内存空间由于数千次mmap()调用而极度碎片化时，内核/CPU 的性能如何？
  2. 如果在内核空间中访问未分配的内存，这种方法是否正确？例如，何时read()调用？

绿色线程的堆栈分配还有其他（更好的）选项吗？在其他实现（例如 Go/Java）中如何分配绿色线程堆栈？

4

2 回答 2

3

glibc 为普通 C 程序分配堆栈的方式是使用专门为此目的设计的以下 mmap 标志来映射一个区域：

   MAP_GROWSDOWN
          Used for stacks.  Indicates to the kernel virtual memory  system
          that the mapping should extend downward in memory.

为了兼容性，您可能也应该使用MAP_STACK。这样你就不用自己写 SIGSEGV 处理程序了，堆栈会自动增长。可以按照此处所述设置边界“ulimit -s unlimited”是做什么的？

如果你想要一个有界的堆栈大小，这通常是人们想要调用信号处理程序时所做的sigaltstack(2)，只需发出一个普通的 mmap 调用。

Linux 内核总是映射支持虚拟页面的物理页面，在第一次访问页面时捕获页面错误（可能不是在实时内核中，但肯定在所有其他配置中）。如果您有兴趣，可以使用/proc/<pid>/pagemap界面（或我写的这个工具https://github.com/dwks/pagemap ）来验证这一点。

于 2016-03-26T23:32:14.277 回答
0

为什么是地图？当您使用 new（或 malloc）分配内存时，内存不会受到影响，并且绝对不会被映射。

const int STACK_SIZE = 10 * 1024*1024;
char*p = new char[STACK_SIZE*numThreads];

p 现在有足够的内存用于您想要的线程。当你需要内存时，开始访问 p + STACK_SIZE * i

于 2016-02-15T13:42:06.400 回答