linux - 从大型 malloced 数组读取而不是仅存储时，页面错误的数量是原来的两倍？

Question

我正在用下面的代码做一个简单的监控页面错误的测试，我不知道下面一行简单的代码是如何使我的页面错误计数加倍的。 如果我使用

 ptr[i+4096] = 'A'

我使用 perf 工具得到了 25,722 页面错误，这是我所期望的， 但是如果我使用

tmp = ptr[i+4096]

相反，页面错误翻了一番，达到 51,322 我不知道如何解释它。下面是完整的代码。谢谢!

void do_something() {
    int i;
    char* ptr;
    char tmp;
    ptr = malloc(100*1024*1024);
    int j = 0;
    int k = 0;

    for (i = 0; i < 100*1024*1024; i+=4096) {

       //ptr[i+4096] = 'A' ;
       tmp = ptr[i+4096];

       for (j = 0 ; j < 4096; j++)
           ptr[i+j] = (char) (i & 0xff); // pagefault
    }
    free(ptr);
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    do_something();
    return 0;
}

机器信息: 架构:x86_64 CPU 操作模式:32 位、64 位 字节顺序:小字节序 中央处理器:40 联机 CPU 列表:0-39 每核心线程数:2 每个插槽的核心数:10 socket :2 NUMA 节点:2 供应商 ID:GenuineIntel CPU 系列:6 型号:63 型号名称:Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2687W v3 @ 3.10GHz 步进:2 中央处理器频率:3096.188 BogoMIPS:6197.81 虚拟化:VT-x 一级缓存:32K 一级缓存:32K 二级缓存:256K 三级缓存:25600K NUMA node0 CPU:0-9,20-29 NUMA node1 CPU(s): 10-19,30-39

3.10.0-514.32.3.el7.x86_64#1

Answer 1

malloc() 通常会通过向操作系统请求新页面来满足内存请求，例如通过 mmap。 .此类页面通常是延迟分配的:在第一次访问之前不会分配实际页面。

接下来会发生什么取决于第一次访问的类型:当您首先进行读取时，Linux 将映射到共享只读 COW零页面来满足它，然后如果你以后写它需要第二次错误来分配私有(private)可写页面。

当你先写的时候，第一步会被跳过。这是常见的情况，因为代码通常不会从具有未定义内容的新分配内存中读取(至少当您从 malloc 获取它时)。

请注意，上面是对新分配的页面在 Linux 中如何工作的描述 - 当您使用 malloc 时，还有另一层:malloc 通常会尝试满足请求阻塞较早释放的进程，而不是不断地请求新的内存。在内存被重新使用的情况下，它通常已经被分页并且上面的内容不适用。当然，对于 1024 MiB 的初始大分配，没有内存可供重复使用，因此您可以确定分配器是从操作系统获取它的。