强制内存分配从 64 位 Linux 上的较高地址 (>4GB) 分配

Force memory allocation to allocate from higher address (>4GB) on 64-bit Linux

本文关键字：分配 地址 gt 4GB 高地址 内存 Linux      更新时间：2023-10-16

我想这样做:我有一个为64位Linux构建的库。然后我创建了一个链接该库的应用程序。我想确保当我运行应用程序时，从库分配的内存总是在较高的位置(>4GB)。

在Windows上，为了测试目的，用户可以强制分配从较高的地址分配到较低的地址，在调用VirtualAlloc时指定MEM_TOP_DOWN或将以下注册表值设置为0x100000:

HKEY_LOCAL_MACHINESystemCurrentControlSetControlSession ManagerMemory ManagementAllocationPreference

我想知道Linux上是否有类似的策略。我了解Linux内存管理与windows不同，但我发现了一些线索，例如使用mmap()或链接器脚本。但我一直没能实现这个目标。有人能提供更多信息吗?

#include <sys/mman.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define handle_error(msg) 
  do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)
int main()
{
  void *addr1=0, *addr2=0;
  long sz = sysconf(_SC_PAGE_SIZE); // get page size
  size_t length = sz*1000*1000; // 1,000,000 pages
  int fd = -1;
  printf("page size = %ldn", sz);
  // find some available address
  int *p = (int*)malloc(sizeof(int));
  long start = (long)p + sizeof(int);
  free(p); // free it anyway
  start += (sz-(start % sz)); // page alignment
  printf("start = 0x%lxn", start);
  // mmap fixed
  addr1 = mmap((void*)start, length, PROT_NONE,
               MAP_PRIVATE|MAP_NORESERVE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED, fd, 0);
  if (addr1 == MAP_FAILED)
    handle_error("mmap");
  printf("first map: %txn", addr1);
  //msync(addr1, length, 0);
  // another mmap
  addr2 = mmap(NULL, sz*10, PROT_NONE,
               MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE, fd, 0);
  if (addr2 == MAP_FAILED)
    handle_error("mmap");
  printf("second map: 0x%txn", addr2);
  // test whether the memory is still available
  p = (int*)malloc(sizeof(int)*10);
  printf("allocated address: 0x%txn", p);
  return 0;
}
输出:

page size = 4096
start = 0x1d77000
first map: 1d77000
second map: 0x7f5f26c2f000
allocated address: 0x1d76030

我不明白为什么你要这样做(避免mmap在前4gb中给出一些地址)。

然而，你可以，在你的程序的早期-例如开始main，甚至一些构造函数-调用mmap(2)与MAP_FIXED和MAP_NORESERVE在几个内存段实现你的目标;因此，您将确保所有低于4G的地址空间都将被"填充"——要么是由您的程序的预先存在的部分填充，要么是由您对mmap的此类调用填充。

但是，您的库(可以间接地dlopen -ed)可以在程序执行后很久才启动。

一旦在地址空间中使用了前4gb，大多数普通的mmap调用(例如由malloc完成的调用)将在外部进行。

当然，您应该在第一个malloc(可能会调用mmap或sbrk)之前的某个时间mmap ;并且您应该注意现有的内存段(也许您可以通过解析/proc/self/maps来获得它们)，因为您需要在mmap MAP_FIXED|MAP_NORESERVE中避免它们。

您还可以定义自己的malloc。也许你可以mmap和MAP_NORESERVE一个巨大的区域(例如一个tb)，并有你自己的malloc只使用内部地址(通过mmap -ing再次在那里)。

我认为你在试图解决错误的问题。按照我的建议去做可能很棘手。

顺便说一句，valgrind是一个在Linux上查找内存泄漏的好工具。

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