内存分割如何与 mmap() 和虚拟内存配合使用？

Question

前半部分：

假设我们使用的是 32 位 Linux 操作系统，具有 4GB 物理内存。
没有交换分区！
有一个内核，保留了 200MB 的不可分页内存，其他任何人都无法获取（这整个声明只是我的假设，您可以更正该值或声明内核不这样做）。
在时间 t₀，有 3 个进程
```
p1
```
、
```
p2
```
和
```
p3
```
消耗 1GB 物理内存。
现在第四个进程开始，其中
```
mmap(2)
```
是4GB内存，
```
MAP_PRIVATE
```
是一个空文件，
```
PROT_WRITE
```
！此过程启动一个
```
for
```
循环，向该
```
mmap
```
数组的每个元素写入一些值；像这样：
```
for(int i=0; i<4GB; i++)
    mmap_array[i] = i*i%255;
```

问题：

当进程
```
p4
```
写入数据达到2.8GB，要求写入下一个字节时，内核是否停止其他3个进程，创建它们的映像，并且由于没有交换，将它们存储回RAM；这又消耗了 1GB 物理内存（因为它们运行时有 1GB RAM，所以图像大小相同）？
如果上面的问题是YES，是否意味着如果一个进程请求更多的内存，而这些内存被其他进程占用，就会发生上下文切换？
关于页面错误是如何工作的，从现在开始，由于这1GB无法释放，可用RAM仍然是2.8GB，当
```
p4
```
请求数组的下一个元素时，内核是否会卸载第一个页面，然后加载新页面而不是卸载的页面？
如果第三个问题是“是”（我对此表示怀疑），内核如何保留该新页面将使用其物理内存的已卸载页面的值？（没有交换分区；无论如何它会强制磁盘交换空间吗？）
如果是
```
MAP_SHARED
```
怎么办？卸载的页面的值会通过备份文件携带，然后释放物理空间吗？
当像
```
p4
```
这样的进程这样做时（或者 RAM 达到 100% 的其他情况），为什么系统会挂起？是不是因为需要额外的空间来恢复那些
```
p1
```
、
```
p2
```
和
```
p3
```
的图像？或者那些会在那 1GB 中恢复，但一旦他们要求更多内存，他们就会冻结？
再次，如果 #6 是“是”，并且使用的这 3 个进程
```
MAP_SHARED
```
不能或者它们充当 #5 吗？继续但很慢（当时只有一页 RAM）？
```
SysRq
```
仍然有效；这是否意味着每个进程都会挂起，但由于内核保留了内存，所以不会挂起？

所有这些问题都集中在一篇文章中的原因是通过理解所有这些，我能够理解实际的问题，也就是我在标题中写的问题！

我只是对我想要得到答案的事情进行了编号，以避免对人们写的答案发表评论。

Answer 1

让我向您介绍“Linux 内存不足 (OOM) 杀手”https://rakeshjain-devops.medium.com/linux-out-of-memory-killer-31e477a45759

基本上Linux内核确实为每个进程维护了一个“可牺牲性”分数，如果遇到无法完成内存分配的情况，它会按照分数的顺序牺牲进程，以腾出空间。

如果push到了紧要关头，尝试进行mmap写入的进程将无法完成，因为无论内核如何努力尝试腾出空间，最终该进程都会引发SIGBUS（总线错误，内存访问错误）信号。

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