macos - 如何让 Mac OS 在特定地址范围内分配内存？

Question

我正在为 Mac OS X 编写 Mac OS 9“兼容层”，因为我最近充满了怀旧之情，而且因为所有当前的解决方案都要求您在虚拟机内运行 Classic，而该虚拟机并不支持它应该运行的所有内容我想用的东西。

为了实现这一目标，我实现了一个 PEF 可执行加载程序、一个可以桥接到 native 代码的 PowerPC 解释器以及一些 Mac OS 9 库。整个事情进展顺利:解释器中存在一些错误，但这是预料之中的，我正在努力解决这个问题。

到目前为止我最大的问题是PowerPC程序是32位的，所以指针需要是32位的。为了满足这个限制，目前我只针对 i386 进行编译。然而，当我尝试围绕该核心构建时，它变得越来越有限制(例如，您不能将 ARC 与 32 位 Cocoa 应用程序一起使用)。更不用说让 PowerPC 代码访问主机进程可以访问的所有内容并不是 super 安全。

我在设计“平台”时考虑到最终会切换到 64 位:解释器需要一个基地址，并且所有 PowerPC 指针都通过该基地址进行偏移。 (出于性能和设计原因，拥有将 PowerPC 地址转换为 native 地址的映射是毫无疑问的。)

由于 64 位地址空间有足够的空间来托管 40 亿个独立的 32 位地址空间，这听起来对我来说是一个好方法。

但我仍然有一个问题:我需要确保能够在该地址范围内分配内存，因为 PPC 解释器不可能访问该地址范围之外的任何内容。

我现在想到的解决方案有两种:

• 了解我是否可以要求 Mac OS 在特定地址范围内分配某些内容。我知道我可以使用 mmap，但是 mmap 会要求以页面倍数进行分配，这对我来说似乎非常浪费，因为我每次分配都需要一个完整的页面，不不管它有多小(尽管考虑到经典时代的 Mac 与现代计算机相比内存非常小，这实际上可能没问题)；
• 使用 mmap 通过 PROT_NONE 保留完整的 0x100000000 字节，然后按需使用 mprotect 页面在需要时实际分配内存，并将当它们不再有用时，它们会返回到 PROT_NONE。纸面上看起来不错，但这意味着我必须实现 malloc 替换。

那么，我该怎么办？是否有一种内置机制可以让我尝试在特定地址范围内以 malloc 方式分配内存？否则，是否有一个良好的、可读的、开源的 malloc 实现可供我引用？

Answer 1

我不知道有什么内置方法可以做到这一点，但只需做一些工作就可以实现。一种方法是创建自定义 malloc 区域，然后在分配需要对 PPC 代码可见的任何内存时使用常用 malloc 函数的 malloc_zone_* 版本。您的自定义区域需要 malloc 实现，但您可以从任意数量的开源实现中进行选择(例如 tcmalloc)。它还需要连接以使用诸如带有提示地址的 vm_allocate 之类的东西，以确保您获得所需的确切范围内的分配。