Question

考虑以下计划：

#include <sys/mman.h>                                                           
#include <stdlib.h>                                                             
#include <errno.h>                                                              

int                                                                             
main()                                                                          
{                                                                              
  errno = 0;
  mlockall(MCL_FUTURE);                                           
  char *a = malloc(1);                                                      
  if (!a)                                                                       
    exit(errno);                                                                
  munlockall();                                                                 
  exit(0);                                                                      
}

以普通用户身份运行时，我得到：

~ ./a.out                                                             
~ echo $?                                                             
11

来自/usr/include/asm-generic/errno-base.h：

#define EAGAIN    11  /* Try again */

以root身份运行或通过MCL_FUTURE | MCL_CURRENT时，它成功运行。我假设权限不足或标志错误，但没有返回EPERM和EINVAL。

在这两个函数的手册页中都没有指定该错误，也没有在mlockall的POSIX规范中指定。在mlockall之后放置printf会显示正在设置errno的malloc。

更奇怪的是，malloc似乎没有设置EAGAIN（或者我在错误的地方寻找）：

/usr/src/glibc/glibc-2.19/malloc grep -r . -e EAGAIN

那么这笔交易是什么？

~ uname -r                                                                                                                                                                                                 18:15:04 
3.16-2-486
~ gcc --version                                                                                                                                                                                            18:15:05 
gcc (Debian 4.9.2-10) 4.9.2
Copyright (C) 2014 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

~ ldd --version                                                                                                                                                                                            18:15:11 
ldd (Debian GLIBC 2.19-18+deb8u1) 2.19
Copyright (C) 2014 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
Written by Roland McGrath and Ulrich Drepper.
~                                                                                                                                                                                                          18:15:15

Answer 1

您的mlockall()来电要求锁定所有未来的内存分配。但是，操作系统设置了可由任何一个非特权进程锁定的最大内存量。您可以使用getrlimit(RLIMIT_MEMLOCK,...)查询此金额。在我的系统上它是65536字节。

现在，当我在我的系统上运行程序时，使用strace(1)查看进行了哪些系统调用，我得到以下内容：

mlockall(MCL_FUTURE)                    = 0
brk(0)                                  = 0x2318000
brk(0x2339000)                          = 0x2318000
mmap(NULL, 1048576, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = -1 EAGAIN (Resource temporarily unavailable)
mmap(NULL, 134217728, PROT_NONE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_NORESERVE, -1, 0) = -1 EAGAIN (Resource temporarily unavailable)
mmap(NULL, 67108864, PROT_NONE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_NORESERVE, -1, 0) = -1 EAGAIN (Resource temporarily unavailable)
mmap(NULL, 134217728, PROT_NONE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_NORESERVE, -1, 0) = -1 EAGAIN (Resource temporarily unavailable)
mmap(NULL, 67108864, PROT_NONE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_NORESERVE, -1, 0) = -1 EAGAIN (Resource temporarily unavailable)
exit_group(11)                          = ?

因此malloc首先使用brk尝试分配135168个字节（0x2339000-0x2318000）。这失败是因为它超出了锁定限制，因此brk保持“断点”（进程数据段的顶部）不变。（请参阅brk(2)手册页中有关C库和brk()内核版本之间不同约定的说明。）

malloc然后尝试使用mmap分配1048576个字节。这也失败了（因为它超过65536字节），在这里我们看到返回的EAGAIN错误代码。 mmap(2)文档的手册页errno设置为EAGAIN如果“文件已被锁定，或者内存已锁定太多”，后者的情况就是这里的情况。与许多库函数一样，malloc将传递它所进行的系统调用留下的errno值，因此EAGAIN是malloc返回时看到的内容。

（使用mmap的额外PROT_NONE来电似乎是为了保留一些地址空间以供将来使用，并有助于确保未来的分配以适当的方式对齐。请参阅malloc/arena.c在glibc源代码中有关于血腥的细节。在这种情况下它们也失败了，但那并不那么重要。）

简而言之，问题是malloc尝试向操作系统询问的内存量大于用户所要求的内存量。这是为了提高效率，因为在大多数情况下，您将继续分配更多的小块内存，并且您不希望为每个内存进行系统调用。但是这个数量超过了锁定内存的限制，所以它失败了。 EAGAIN是在这种情况下由mmap系统调用设置的错误代码。

也许malloc手册页应该提到这个可能的errno设置，但是更高级的库函数并没有描述errno可以设置的所有可能方式。底层系统调用。（例如，fprintf(3)调用write(2)，如果磁盘已满，可以将errno设置为ENOSPC，但在{{{ 1}}手册页。）你应该知道。

如果您想使用fprintf(3)，那么您可能无法使用mlockall(MCL_FUTURE)计划分配内存。您必须从malloc(3)或sbrk(2)手动获取，当然，计划将其保持在适当的限制或优雅地失败。这是非常不方便和限制性的，所以如果你需要一些锁定内存，并且你不是root用户，你可能只想在足够小的对象上使用mmap(2)。

Answer 2

mlockall正在设置错误编号，原因部分或全部指定的地址范围无法锁定。

标准malloc()未在失败时将errno设置为EAGAIN。

手册页

mlockall

malloc

Answer 3

mlockall()的返回值是什么？

每the POSIX standard：

[EAGAIN]

进行呼叫时，无法锁定操作识别的部分或全部内存。

根据Linux man page：

   EAGAIN Some or all of the specified address range could not be
          locked.

malloc将errno设置为EAGAIN

3 个答案: