长度大于4GB时mmap失败

Question

（正确的代码在“更新5”中）

在此示例C代码中，我尝试将内存范围从0x100000000映射到0x200000000：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <sys/mman.h>

int main(void)
{ 
    uint64_t* rr_addr = 0;
    uint64_t i = 17179869184;

    printf("\nsizeof(size_t): %llu\n", sizeof(size_t));

    printf("(uint64_t)0x100000000: %llx\n", (uint64_t)0x100000000);
    printf("1L << 33: %llx\n", 1L << 33);
    rr_addr = mmap((void*)i, (1UL << 33), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANON|MAP_PRIVATE, -1, 0);
    printf("rr_addr: %p, %llu \n", rr_addr, rr_addr);
    if (rr_addr == MAP_FAILED) {
        perror("mmap error");
    }

    return 0;
}

在不同的系统（Linux，gcc）上，我得到不同的结果：

结果1：

sizeof(size_t): 8
(uint64_t)0x100000000: 100000000
1L << 33: 200000000
rr_addr: 0xffffffffffffffff, 18446744073709551615 
mmap error: Cannot allocate memory

系统信息（Fedora 14）：

Linux localhost.localdomain 2.6.35.10-74.fc14.x86_64 #1 SMP Thu Dec 23 16:04:50 UTC 2010 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

gcc (GCC) 4.5.1 20100924 (Red Hat 4.5.1-4)

glibc: 2.12.90-21

结果2：

sizeof(size_t): 8
(uint64_t)0x100000000: 100000000
1L << 33: 200000000
rr_addr: 0x400000000, 17179869184

系统信息（Fedora 12）：

Linux wiles 2.6.32.13 #2 SMP Fri Sep 10 01:29:43 HKT 2010 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

gcc (GCC) 4.4.4 20100630 (Red Hat 4.4.4-10)

glibc verison: 2.11.2-1

我期望“结果2”。也许我的代码有问题。

请帮帮我。

更新1 ：如果mmap失败，则打印出errno。

更新3 ：将mmap调用更改为以下行后：

char *cmd[20];

sprintf(cmd, "pmap -x %i", getpid()); 
printf("%s\n", cmd);
system(cmd);

rr_addr = mmap((void*)i, (1UL << 33), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANON|MAP_PRIVATE, -1, 0);

printf("%s\n", cmd);
system(cmd);

结果：

sizeof(size_t): 8
(uint64_t)0x100000000: 100000000
1L << 33: 200000000
pmap -x 5618
5618:   ./test
Address           Kbytes     RSS   Dirty Mode   Mapping
0000000000400000       4       4       0 r-x--  test
0000000000600000       4       4       4 rw---  test
00007f1cc941e000    1640     280       0 r-x--  libc-2.12.90.so
00007f1cc95b8000    2044       0       0 -----  libc-2.12.90.so
00007f1cc97b7000      16      16      16 r----  libc-2.12.90.so
00007f1cc97bb000       4       4       4 rw---  libc-2.12.90.so
00007f1cc97bc000      24      16      16 rw---    [ anon ]
00007f1cc97c2000     132     108       0 r-x--  ld-2.12.90.so
00007f1cc99c6000      12      12      12 rw---    [ anon ]
00007f1cc99e0000       8       8       8 rw---    [ anon ]
00007f1cc99e2000       4       4       4 r----  ld-2.12.90.so
00007f1cc99e3000       4       4       4 rw---  ld-2.12.90.so
00007f1cc99e4000       4       4       4 rw---    [ anon ]
00007fffa0da8000     132       8       8 rw---    [ stack ]
00007fffa0dff000       4       4       0 r-x--    [ anon ]
ffffffffff600000       4       0       0 r-x--    [ anon ]
----------------  ------  ------  ------
total kB            4040     476      80
pmap -x 5618
5618:   ./test
Address           Kbytes     RSS   Dirty Mode   Mapping
0000000000400000       4       4       0 r-x--  test
0000000000600000       4       4       4 rw---  test
00007f1cc941e000    1640     280       0 r-x--  libc-2.12.90.so
00007f1cc95b8000    2044       0       0 -----  libc-2.12.90.so
00007f1cc97b7000      16      16      16 r----  libc-2.12.90.so
00007f1cc97bb000       4       4       4 rw---  libc-2.12.90.so
00007f1cc97bc000      24      16      16 rw---    [ anon ]
00007f1cc97c2000     132     108       0 r-x--  ld-2.12.90.so
00007f1cc99c6000      12      12      12 rw---    [ anon ]
00007f1cc99e0000       8       8       8 rw---    [ anon ]
00007f1cc99e2000       4       4       4 r----  ld-2.12.90.so
00007f1cc99e3000       4       4       4 rw---  ld-2.12.90.so
00007f1cc99e4000       4       4       4 rw---    [ anon ]
00007fffa0da8000     132       8       8 rw---    [ stack ]
00007fffa0dff000       4       4       0 r-x--    [ anon ]
ffffffffff600000       4       0       0 r-x--    [ anon ]
----------------  ------  ------  ------
total kB            4040     476      80
rr_addr: 0xffffffffffffffff, 18446744073709551615 
mmap error: Cannot allocate memory

更新4 ：添加“ system（” ulimit -m -v“）;” 在调用mmap之前：ulimit的输出是：

max memory size         (kbytes, -m) unlimited
virtual memory          (kbytes, -v) unlimited

除pid外，其他输出与“ Update 3”相同（仍然失败）。

更新5 ：在两个系统上都可以使用的更新代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <sys/mman.h>

int main(void)
{ 
    uint64_t* rr_addr = 0;
    uint64_t i = 17179869184;
    uint64_t len = 0;

    char cmd[20];

    printf("\nsizeof(size_t): %llu\n", sizeof(size_t));

    len = (1UL << 32);
    printf("len: %llx\n", len);

    snprintf(cmd, sizeof cmd, "pmap -x %i", getpid()); 
    printf("%s\n", cmd);
    system(cmd);

    system("ulimit -m -v");

    rr_addr = mmap((void*)i, len, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANON|MAP_PRIVATE|MAP_NORESERVE, -1, 0);

    printf("%s\n", cmd);
    system(cmd);

    printf("rr_addr: %p, %llu \n", rr_addr, rr_addr);
    if (rr_addr == MAP_FAILED) {
        perror("mmap error");
    }

    return 0;
}

正确的答案由@caf给出：将MAP_NORESERVE标志添加到mmap可解决此问题。原因的详细信息在caf的答案中。非常感谢caf，所有这些都为您提供了有益的帮助！

Answer 1

如果实际上配置的交换数不超过8G，则大型映射可能会失败。

您可以添加MAP_NORESERVE标志来mmap()告诉它不要为映射预先保留任何交换空间。