分配“临时”内存（在Linux中）

Question

我正在尝试找到任何允许进程分配“临时”内存的系统功能 - 即被进程视为可丢弃的内存，并且可以在需要内存时被系统带走，但允许尽可能从可用内存中受益的过程。换句话说，该过程告诉系统，当进程不使用它时，可以牺牲内存块。释放块也是最好的交换（它更昂贵，或者更昂贵，交换它而不是重新构成其内容）。

系统（例如Linux），在内核中有这些东西，比如F / S内存缓存。我正在寻找类似的东西，但可供用户空间使用。

我知道有很多方法可以从程序中执行此操作，但实际上更多的是处理此问题的内核工作。在某种程度上，我问内核：

• 如果您需要减少我的或其他进程驻留，请先删除这些临时页面
• 如果您要关闭这些临时页面，请不要将它们换掉，只需取消映射它们

具体来说，我对可以在Linux上运行的解决方案感兴趣，但是有兴趣了解是否存在任何其他操作系统。

更新

关于我希望如何工作的一个例子：

• 映射页面（通过交换）。现在没什么可用的。
• 告诉内核该页面是“临时的”（缺少更好的名称），这意味着如果此页面消失，我不希望它被分页。
• 告诉内核我需要“返回”临时页面。如果页面被取消映射，因为我将其标记为“临时”，我被告知发生了。如果没有，则它开始表现为常规页面。

以下是在现有MM上完成的问题：

为了使页面不被分页，我必须分配它们。但是，他们可以在任何时候被点出来，恕不另行通知。使用mincore（）进行测试并不能保证在mincore（）完成时页面仍然存在。使用mlock（）需要提升权限。

所以，我能得到的最接近的是使用mlock（）和匿名页面。按照我之前概述的预期，它将是：

• 映射一个匿名的锁定页面。 （MAP_ANON | MAP_LOCKED | MAP_NORESERVE）。用魔法标记页面。
• 使页面“临时”，解锁页面
• 需要页面时，再次锁定。如果魔法存在，那就是我的数据，否则它就会丢失，我需要重新构建它。

但是，当我使用它时，我并不需要将页面锁定在RAM中。此外，如果内存过载，MAP_NORESERVE会出现问题。

Answer 1

这就是VmWare ESXi服务器又称Virtual Machine Monitor（VMM）层实现的内容。这在虚拟机中使用，是一种从虚拟机guest虚拟机到reclaim内存的方法。分配了比实际使用/需要的内存更多的内存的虚拟机将其释放/释放到VMM，以便它可以将其分配回需要它的虚拟机来宾。

本文提到Memory Reclamation的这种技巧：http://www.vmware.com/files/pdf/mem_mgmt_perf_vsphere5.pdf

在类似的方面，您可以在内核中实现类似的东西。

Answer 2

我不确定完全了解您的需求。请记住，processes virtual memory中运行address space（kernel为虚拟），MMU正在处理虚拟到物理地址转换（使用paging）和与page fault。所以mmap(2)可以随时发生。内核将选择在任意时刻进行页面调入或页面调出 - 并将选择要交换的页面（只有内核关心RAM，并且它可以随意页面调出任何物理RAM页面）。也许您希望内核在页面被真正丢弃时告诉您。如果没有通知您的进程，内核将如何从您的进程中删除临时内存？内核可能会带走并稍后返回一些内存....（所以你想知道给定的内存何时是新鲜的）

您可以先将mincore(2)与MAP_NORESERVE一起使用，然后再使用MAP_FIXED|MAP_PRIVATE再次（在相同的内存范围内）。另请参阅mlock(2)和madvise(2)

您也可以稍后将GNU Hurd与MADV_WONTNEED或MADV_WILLNEED等一起使用。

也许您想要mmap某些设备，例如/dev/null，/dev/full，/dev/zero或（更有可能）编写您自己的内核模块，提供类似的设备。

external pager mechanism有一个FUSE ...你还不能在Linux上得到这个。 （也许在{{3}}已挂载的文件上考虑mmap。

^{我不明白当内核分页你的内存时你想要发生什么，以及当内核再次分页这样的页面时你想要发生什么，因为你的进程正在访问它。您想获得一个归零的页面，还是SIGSEGV？}