如何知道写时复制页面是否为实际副本？

Question

当我使用mmap创建写时复制映射（MAP_PRIVATE）时，此映射的某些页面将在我写入特定地址后立即复制。在程序的某个时刻，我想弄清楚实际上已复制了哪些页面。有一个名为“
mincore”的调用，但仅报告该页面是否在内存中，这与正在复制的页面不同。

有什么办法可以确定哪些页面已被复制？

Answer 1

好的，按照MarkR的建议，我试了一下它来浏览pagemap和kpageflags界面。在一项快速测试下面，以检查页面是否在被调用时在内存中“SWAPBACKED”。当然，仍然存在一个问题，即kpageflags仅可由根访问的问题。

int main(int argc, char* argv[])
{
  unsigned long long pagesize=getpagesize();
  assert(pagesize>0);
  int pagecount=4;
  int filesize=pagesize*pagecount;
  int fd=open("test.dat", O_RDWR);
  if (fd<=0)
    {
      fd=open("test.dat", O_CREAT|O_RDWR,S_IRUSR|S_IWUSR);
      printf("Created test.dat testfile\n");
    }
  assert(fd);
  int err=ftruncate(fd,filesize);
  assert(!err);

  char* M=(char*)mmap(NULL, filesize, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE,fd,0);
  assert(M!=(char*)-1);
  assert(M);
  printf("Successfully create private mapping\n");

测试设置包含4页。第0页和第2页脏了

  strcpy(M,"I feel so dirty\n");
  strcpy(M+pagesize*2,"Christ on crutches\n");

已读取第3页。

  char t=M[pagesize*3];

第1页将无法访问

页面映射文件将进程的虚拟内存映射到实际页面，然后可以从全局kpageflags文件中检索该页面。
读取文件/usr/src/linux/Documentation/vm/pagemap.txt

  int mapfd=open("/proc/self/pagemap",O_RDONLY);
  assert(mapfd>0);
  unsigned long long target=((unsigned long)(void*)M)/pagesize;
  err=lseek64(mapfd, target*8, SEEK_SET);
  assert(err==target*8);
  assert(sizeof(long long)==8);

在这里，我们读取了每个虚拟页面的页面框架编号

  unsigned long long page2pfn[pagecount];
  err=read(mapfd,page2pfn,sizeof(long long)*pagecount);
  if (err<0)
    perror("Reading pagemap");
  if(err!=pagecount*8)
    printf("Could only read %d bytes\n",err);

现在我们将为每个虚拟帧读取实际的页面标志

  int pageflags=open("/proc/kpageflags",O_RDONLY);
  assert(pageflags>0);
  for(int i = 0 ; i < pagecount; i++)
    {
      unsigned long long v2a=page2pfn[i];
      printf("Page: %d, flag %llx\n",i,page2pfn[i]);

      if(v2a&0x8000000000000000LL) // Is the virtual page present ?
        {
        unsigned long long pfn=v2a&0x3fffffffffffffLL;
        err=lseek64(pageflags,pfn*8,SEEK_SET);
        assert(err==pfn*8);
        unsigned long long pf;
        err=read(pageflags,&pf,8);
        assert(err==8);
        printf("pageflags are %llx with SWAPBACKED: %d\n",pf,(pf>>14)&1);
        }
    }
}

总而言之，我对这种方法并不特别满意，因为它需要访问我们通常无法访问的文件，而且它非常复杂（简单的内核调用来检索pageflags怎么样？）。