什麼是惰性交換預留？

我正在閱讀Linux 程式介面。

49.9 MAP_NORESERVE 和交換空間過度使用

一些應用程序創建大型（通常是私有匿名）映射，但只使用映射區域的一小部分。例如，某些類型的科學應用程序分配一個非常大的數組，但只對數組中幾個相隔很遠的元素（所謂的稀疏數組）進行操作。

如果核心總是為整個此類映射分配（或保留）足夠的交換空間，那麼可能會浪費大量的交換空間。相反，核心可以僅在實際需要時（即，當應用程序訪問頁面時）為映射的頁面保留交換空間。這種方法稱為惰性交換保留，其優點是應用程序使用的總虛擬記憶體可以超過 RAM 加上交換空間的總大小。

換句話說，惰性交換保留允許過度使用交換空間。只要所有程序不嘗試訪問其映射的整個範圍，這就可以正常工作。…

據我所知，交換空間是磁碟中的一塊空間，保留用於記憶體交換。當記憶體中的這些頁面處於非活動狀態時，它們會被交換到磁碟中的*交換空間中。*它就像記憶體/記憶體的二級記憶體。

那麼這個惰性交換預留機製到底是什麼鬼？

讓我用一個例子來說明我的困惑。

1. >

一些應用程序創建大型（通常是私有匿名）映射……

好的，然後假設我malloc有一個大數組16384(4096*4)字節（創建大型（通常是私有匿名）映射），並且只對數組中幾個廣泛分離的元素進行操作。

然後一些非活動頁面被交換到交換空間，對嗎？假設0-4095(4096B),8192-12287(4096B)在記憶體中，所有其他非活動頁面4096-8191(4096B),12288-16383(4096B)被交換到交換空間中。

那麼這句話是什麼意思：

相反，核心可以僅在實際需要時（即，當應用程序訪問頁面時）為映射的頁面保留交換空間。

如果不留在交換空間4096-8191(4096B)中，這些非活動頁面（和）還能留在哪裡？文本似乎表明交換空間存在 3 級記憶體。 12288-16383(4096B)

memory -> swap space (disk) -> ????

Swap 並不是真正的記憶體二級記憶體。它是記憶體的幾個備份儲存之一。當核心需要分配一頁物理記憶體，但沒有足夠的空閒記憶體時，需要驅逐另一頁；只有當被驅逐頁面的內容是可丟棄的，或者可以從其他地方恢復時，它才能做到這一點。其他地方是備份儲存：它可以是磁碟上的文件（例如，用於執行檔或映射文件），或者某些交換區域。

當記憶體記帳跟踪過度使用時，交換保留開始發揮作用（參見LPI中的表 49-4 ）。當不允許過度使用時，核心需要在分配時確定是否可以進行分配。對於私有可寫映射和共享匿名映射，這意味著它必須有足夠的地址空間，以及足夠的交換空間（這樣核心才能保證映射記憶體的內容可以寫入那裡，從而保證寫入到映射記憶體永遠不會導致SIGSEGV）。

過度使用需要惰性交換保留：這意味著核心可以分配交換支持的記憶體映射，而無需保留相應的交換空間。正如LPI中提到的，這允許程序分配比實際可用更多的記憶體，並且應該使用MAP_NORESERVE. 只有在寫入頁面時才會發生保留，這意味著寫入可能會失敗SIGSEGV或導致 OOM 殺手介入。

這對於比您的 16KiB 範例更大的分配變得重要。想像一下，您想要一個 64GiB、262,144×262,144 的稀疏數組，以使您的程序更易於編寫：在嚴格保留的情況下，您需要擁有所有可用的記憶體；沒有嚴格的保留，你不會，只有你寫的頁面才會被實際分配。

請注意，這都是 Linux 特定的，並且與所選的系統過度使用策略 ( ) 緊密相關/proc/sys/vm/overcommit_memory：在模式 1（總是過度使用）和 2（從不過度使用）中，MAP_NORESERVE不會改變任何東西，它只會在模式 0 中起作用。

引用自：https://unix.stackexchange.com/questions/571043