可以通过修改页面表来移动内存页面吗？

Question

是否可以（在任何合理的操作系统上，最好是Linux上）通过修改页表而不是实际移动任何数据来交换两个内存页的内容？

动机是一种密集的矩阵转置。如果数据被页面​​大小阻塞，则可以在页面内调换数据（适合缓存），然后交换页面以将块移动到最终位置。一个大的矩阵会有很多页面移动，所以希望刷新TLB不会造成麻烦。

Answer 1

我认为内存映射文件可能会诀窍，但我认为我从来没有尝试过这一点。使用mmap与MAP_ANONYMOUS映射到纯虚拟地址（不支持物理文件）。然后，您可以将您的'文件'重新映射到VA的各个区域，以实现零拷贝语义。在Windows中，您将使用MapViewOfFile以及使用CreateMapOfFile（INVALID_HANDLE_VALUE，...）创建的文件映射句柄，但是注意比在NT上无法控制重新映射的目标（即，新映射的VA地址是输出函数调用的），并且在Linux上，期望的地址被认为是提示。

如果这不起作用，那么你可能需要在内核中创建一个内存管理器模块，这对任何实际项目都是不可行的。

Answer 2

理论上肯定。实际上，我认为认为您可以使用mmap（）以这种方式移动系统V风格的共享内存块。

Answer 3

#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; 
}