Linux API. Исчерпывающее руководство

void *mremap(void *old_address, size_t old_size, size_t new_size,

int flags…);

Возвращает начальный адрес измененного отображения при успешном завершении или MAP_FAILED, если произошла ошибка

Изменяя отображение, ядро может переместить его в рамках виртуального адресного пространства процесса. Возможность такого перемещения определяется аргументом flags; это битовая маска, которая может быть равна либо нулю, либо следующим значениям.

• MREMAP_MAYMOVE — если указать данный флаг, ядро, исходя из требований к свободной памяти, может переместить отображение внутри виртуального адресного пространства процесса. В противном случае, если на текущем участке не хватает свободного места для расширения отображения, генерируется ошибка ENOMEM.

• MREMAP_FIXED (начиная с Linux 2.4) — этот флаг можно использовать только в сочетании с MREMAP_MAYMOVE. Его действие аналогично применению флага MAP_FIXED в вызове mmap() (см. раздел 45.10). Если его указать, то вызов mremap() сможет принять дополнительный аргумент void *new_address — адрес, выровненный по странице, куда следует переместить отображение. Любые другие отображения, находящиеся в диапазоне, заданном с помощью new_address и new_size, уничтожаются.

В случае успеха mremap() возвращает начальный адрес отображения. Поскольку данное значение может отличаться от предыдущего начального адреса (если был указан флаг MREMAP_MAYMOVE), указатели, ссылающиеся на этот участок, могут утратить свою актуальность. Следовательно, приложения, выполняющие вызов mremap(), должны ссылаться на адреса в отображенном участке с помощью отступов, избегая абсолютных значений.

В Linux существует функция realloc(), которая использует вызов mremap() для эффективного перемещения больших блоков памяти, выделенных ранее путем операции mmap() MAP_ANONYMOUS (я уже упоминал о данной возможности вызова malloc() из библиотеки glibc в разделе 45.7). Применение для этих целей вызова mremap() позволяет избежать копирования данных во время перемещения.

45.9. Флаг MAP_NORESERVE и перерасход пространства подкачки

Некоторые приложения создают большие (обычно приватные и анонимные) отображения, но используют только небольшую часть выделенной памяти. Например, ряд научных программ выделяют огромные массивы, но помещают в разные его участки всего несколько элементов (такие массивы называют разреженными).

Если бы ядро всегда выделяло (или резервировало) для таких отображений достаточно места в файле подкачки, то большая его часть тратилась бы впустую. Вместо этого оно способно резервировать страницы отображения по мере необходимости (то есть когда приложение пытается получить к ним доступ). Такой подход называется отложенным резервированием пространства подкачки и позволяет приложению использовать виртуальную память, объем которой превышает совокупность физической памяти и пространства подкачки.

Иными словами, отложенное резервирование позволяет перерасходовать пространство подкачки. Это работает до тех пор, пока все процессы не попытаются получить доступ ко всему диапазону адресов своих отображений. В таком случае физическая память и пространство подкачки будут исчерпаны и ядро будет вынуждено снизить давление на память, принудительно завершив один или несколько процессов. В идеале оно попытается выбрать процесс, вызывающий проблемы с памятью (см. описание OOM killer чуть ниже), но так происходит не всегда. Поэтому в некоторых случаях от отложенного резервирования лучше отказаться и заставить систему выделять все пространство подкачки, необходимое для размещения отображения.

Способ резервирования пространства подкачки ядром зависит от использования флага MAP_NORESERVE при вызове mmap(), а также от интерфейсов /proc, которые влияют на перерасход пространства подкачки на уровне системы. Эти факторы сгруппированы в табл. 45.4.

Таблица 45.4. Управление резервированием пространства подкачки при вызове mmap()

_{Значение overcommit_memory}

_{Указан ли флаг MAP_NORESERVE при вызове mmap()?}

_Нет

_Да

₀

_{Очевидный перерасход запрещается}

_{Перерасход разрешен}

₁

_{Перерасход разрешен}

_{Перерасход разрешен}

_{2 (начиная с Linux 2.6)}

_{Разрешается фиксированный перерасход}

Файл /proc/sys/vm/overcommit_memory (доступный только в Linux) содержит целое число, определяющее поведение ядра касательно перерасхода пространства подкачки. Версии ядра ниже 2.6 поддерживали только два значения: 0 и больше нуля. Первое означает, что очевидный перерасход запрещается (при условии использования флага MAP_NORESERVE), а второе разрешает перерасход при любых условиях.