memory_pages：低级内存管理的高级API

虽然在一个项目中使用低级内存管理可以带来实质性的好处，但它通常是繁琐的。不同操作系统之间的API差异很大，并且存在许多容易陷入的陷阱。但如果，所有的不安全性和平台特定的差异都可以简单地抽象掉呢？如果可以做到非常细粒度的内存调整，而无需看到指针呢？这个crate提供了这样的零成本抽象。

它是为谁准备的？

这个crate主要面向性能关键的项目，特别是处理大量数据的项目。这个crate提供的API和类型不是所有问题的通用解决方案。因为这个crate是为这些应用程序设计的，所以它可以在使用标准内存管理的基础上实现巨大的改进（分配速度快2倍）。这个crate的另一个优点是 PagedVec 的 clear_decommit 函数，它不仅清除了向量，还通知操作系统正在清除向量。这个信息允许存储数据的物理内存页面被解引用，使得 PagedVec 在写入之前不占用RAM空间，同时仍然保留所需的空间。

memory_pages 提供了什么？

通过严格类型保证安全

使用低级API的常见陷阱之一是关于页面权限的错误。混淆它们至多会导致段错误，在最坏的情况下会引入严重的安全漏洞。这个crate利用Rust的类型系统（零大小标记类型）来确保某些类型的错误根本不可能发生。尝试获取一个可变引用，并将数据写入标记为只读的数据，通常会导致段错误并在运行时崩溃。一个称为 Pages 的内存页面集合，必须有一个 AllowWrite 标记类型，才能实现允许写入的功能和特质。这将所有类型的可怕运行时错误转换为编译时错误，使得不可能忽略它们。

指导但不限制。

本库的核心理念是始终引导，从不限制。几乎可以用这个库完成的所有操作，都可以在不看到单词 unsafe 的情况下完成。虽然引用和特殊的 FnRef 类型会在权限更改时自动失效，但可以通过使用 unsafe 函数和指针轻松绕过这些安全限制。有一些非常不安全的 API，它们被锁定在功能门后面。

高性能

直接获取内存页并削减中间人可以快2倍！

向内核提供有用的提示

使用如 adivse_use_soon、advise_use_seq、adivse_use_rng 等函数提供内存使用提示。

权力越大，责任越大

正如这个库可以大大提高性能并减少内存使用一样，它也可以降低性能并增加内存使用。要达到比使用默认分配器更差的结果相当困难，需要非常非常粗心，而从这个库中榨取一切则更难。使用的收益取决于用户的能力。作为一个好例子，在某些测试中，实现了2倍的分配时间减少。但这些例子被广泛调整，以找到最大的潜在性能提升。

内核内存使用提示

内存使用将是顺序的还是随机的？向内核提供可选的提示，这可能在某些情况下提高性能。

示例

直接处理页面

数据存储

use memory_pages::*;
let mut memory = Pages<AllowRead,AllowWrite,DenyExec> = Pages::new(0x40000);
read_data(&mut memory).unwrap();
validate_data(&mut memory);

防止写入

use memory_pages::*;
let mut memory = Pages<AllowRead,AllowWrite,DenyExec> = Pages::new(0x40000);
read_data(&mut memory).unwrap();
let mut memory.deny_write();
// `memory` is now read-only and a write attempt would case a segfault
// Because of that, borrowing it as `&mut [u8]` is now not avalible, so this would not compile if used
// write_data(&mut memory);

x86_64运行时汇编的函数

由于调用约定不同，此示例在Windows上不起作用

use memory_pages::*;
let mut memory:Pages<AllowRead,AllowWrite,DenyExec> = Pages::new(0x4000);
// hex-encoded X86_64 assembly for adding 2 numbers
// lea 	rax, [rdi+rsi]
memory[0] = 0x48;
memory[1] = 0x8d;
memory[2] = 0x04;
memory[3] = 0x37;
// ret
memory[4] = 0xC3;
// Sets execution to allow and write to denny to prevent exploits
let memory = memory.set_protected_exec();
//TODO: this should check for lifetimes!
let add:extern "C" fn(u64,u64)->u64 = unsafe{memory.get_fn(0)};
assert_eq!(add(43,34),77);

PagedVec

创建新的vec

let mut vec = PagedVec::new(0x10000);
for _ in 1_000_000{
    vec.push(102.32);
}

清除和去引用

let mut vec = PagedVec::new(0x10000);
for _ in 1_000_000{
    vec.push(102.32);
}
// Clears vec, keeping the capacity but freeing the phisical memory,
// which is automaticaly reclaimed as it is filled back up.
vec.clear_decommit();