查找内核的内存页所有权

Question

我正在linux机器上写一个C程序，它需要分配一个10到20 GB的巨大数组。

分配空间后，我想知道哪个内核拥有该数组的哪些页。所谓“拥有”，是指哪个核心负责哪个页面的连贯性。

有没有什么函数或shell命令来获取此信息？

注意:我使用的是带有gcc4.7的Debian。

Answer 1

您可以使用move_pages()或numa_tonode_memory()设置所有权。

Answer 2

在分配内存时，内核通常只分配虚拟内存；只有在第一次访问时才会填充内容(RAM页)。如果被驱逐到文件(文件支持的内存映射)或交换(所有其他内存)，它们将在驱逐后的下一次访问时重新填充。这意味着进程分配的每一页内存要么不存在(按照惯例，它在第一次访问时将读取为零)，要么在RAM中，要么被驱逐(到磁盘或其他非RAM存储介质)。

在标准的多核/多CPU机器上，基于高速缓存线来确定“所有权”，高速缓存线通常是在16和256字节之间的2的小幂。每个CPU“拥有”它最后一次接触的高速缓存线。当进程运行时，运行代码的CPU和内核会发生变化，从而访问代码，因此没有固定的“所有者”；它是动态变化的。此外，管理通常由特定的芯片、存储器管理单元或MMU来完成，而不是由CPU运行的代码来完成。( MMU现在通常集成到CPU中。)您可以将一个进程锁定为仅在某个或多个CPU核心上运行，并据此猜测哪个CPU核心拥有哪个内存。我猜一些MMU可能有一种方法来报告它为哪个CPU核心提供了哪些缓存线--尽管我严重怀疑它在实践中是否可行。

CPU核心“拥有”内存的整个概念是非常奇怪的。我认为Linux内核本身甚至不会跟踪哪个CPU核心最后触及了哪个页面，它肯定不会跟踪哪个CPU核心最后触及哪个缓存线。(跟踪这将消耗太多的RAM，并且基本上没有任何好处。)

有一些分布式内核(至少是Linux内核的补丁)和一些其他方法可以构建集群，在集群中，内存和CPU分布在多个物理机上，但对进程是统一的--就像它们在一台物理机上运行一样。在这种情况下，可以查询管理端以找出哪个物理节点拥有哪些CPU和哪些内存页。如果这是您的情况，您将需要详细描述您正在使用的内核和工具，因为管理工具会有所不同。