使用不需要fork()的方式实现fork()的写时复制行为

Question

我有一个大缓冲区：

char *buf = malloc(1000000000); // 1GB

如果我分叉了一个新进程，它会有一个缓冲区与父进程的缓冲区共享内存，直到其中一个写入为止。即使如此，内核只需要分配一个新的4KiB块，其余部分仍将继续共享。

我想复制buf，但我只会改变复制品的一点点内容。我想要写时复制的行为而不用分叉。（就像你在fork时免费获得的一样。）

这可能吗？

- fadedbee

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当然可以，但这并不是“免费”的 - 你必须自己进行内存管理并跟踪更改。 - Marc B

是的，我想要免费的。我在想是否有任何基于mmap的解决方案，或者可能是我甚至没有想到的东西。 - fadedbee

@wabepper 这取决于你用哪个定义。根据微软Windows的说法，是的，但根据最新版本的Mac OSX，它是1GB。差别不是很大，在大多数情况下，存储这么多信息的时候差异是微小的。 - Richard J. Ross III

另外，我只是想说“哞”！ - Richard J. Ross III

参见：https://dev59.com/lGQn5IYBdhLWcg3wRVVs简而言之：在Linux上很困难。 - Rusty Shackleford

Answer 1

你需要在磁盘上创建一个文件或者POSIX共享内存段（shm_open）作为这个块的载体。第一次映射时，使用MAP_SHARED。当你准备好复制并切换到COW模式时，再次调用mmap，并使用MAP_FIXED和MAP_PRIVATE来覆盖原始映射，并使用MAP_PRIVATE来创建第二个副本。这样可以获得所需的效果。

- R.. GitHub STOP HELPING ICE

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看起来非常令人鼓舞，但我无法让它工作。我在第13行遇到了总线错误。fd == 3。你能指出我的愚蠢错误吗？https://gist.github.com/2924412 - fadedbee

你需要使用 ftruncate 来给共享内存段设置大小。初始大小为零。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

我怀疑崩溃实际上发生在第17行，你在那里写入缓冲区。你的调试printf是无用的，因为你没有刷新输出，它们甚至没有以\n结尾。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

它可以工作了！https://gist.github.com/2924412 为什么要注释掉buf的重新映射？我好像不需要它。非常感谢。 - fadedbee

据我所知，它不起作用。它可能在某些操作系统上有效，但在Linux上，当您修改原始的MAP_SHARED映射时，MAP_PRIVATE仍将查看支持实际文件的页面。只有通过MAP_PRIVATE VMA修改数据时，MAP_PRIVATE页面才会从文件“分叉”。 - ysdx