为什么在4GB内存的系统上，calloc无法分配1GB的空间？

Question

我有一个calloc的调用，要求分配1个略大于1 GB的元素。此调用返回了NULL，并且检查errno会显示内存不足错误。然而，在测试期间，我拥有近4 GB的可用物理内存，更不用说可用虚拟内存了。

经过研究，我认为calloc失败的原因可能是没有足够的连续内存。但是，如果我有4GB的可用内存，应该很容易获得约1GB的连续内存。是否有一种方法来检查连续内存的可用性？如果这是问题所在，是否有一种简单的方法来“碎片整理”内存？

还是这与已分配内存的块大小有关，以致实际上它正在尝试分配比可用内存更多的内存？我确定失败原因的选项有哪些？我成功分配这么多内存的选项有哪些？

我使用本机Windows系统，拥有12GB的内存。接下来，我将尝试在虚拟机中运行，并为虚拟机提供几个GB的内存，以检查虚拟机是否可以透明地访问足够的连续内存。如果今天完成了，我会在这里发布结果。

- taz

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你的Windows系统是32位的，对吧？ - Alexander Putilin

你需要阅读这篇文章：http://blogs.msdn.com/b/ericlippert/archive/2009/06/08/out-of-memory-does-not-refer-to-physical-memory.aspx。你的电脑正在耗尽*地址空间*，这与RAM没有任何关系。为了更好地理解，建议阅读上述链接。 - Todd Li

@Nya No. 64位Windows（尽管目标平台可能是32位）。 - taz

好的，我已经为您更改了标签。 - Gorpik

如果你需要针对32位平台进行开发，请避免依赖于1GB以上的连续地址空间。由于只有2GB-3GB可用，因此很难对地址空间进行碎片整理。请进行一些簿记，并将内存分配到较小的块中。如果可以的话，请针对64位平台进行开发，以避免所有这些麻烦。 - Todd Li

Answer 1

让这一点成功的一个重要关键是，确保你的应用程序有1GB的虚拟地址空间可用。在32位Windows应用程序中，默认情况下，一个应用程序最初具有大约2GB的地址空间。

如果在应用程序失败之前进行了许多分配，很可能会切出足够的原始地址空间，使得不再剩下1GB的连续地址空间。一个应用程序只需执行两个小的“战略性位置”分配即可打破地址空间，以至于剩余部分都小于1GB。

- Mark Wilkins

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那么我该如何检查呢？除了调用calloc()失败之外，还有其他方法吗？ - taz

使用SysInternals工具vmmap（http://technet.microsoft.com/en-us/sysinternals/dd535533.aspx）来查看Windows进程的虚拟内存映射。请确保启用菜单选项以查看空闲内存，并按大小和类型进行排序。 - Mark Tolonen

@taz：我正在处理一个系统，它会在一开始就分配大约1GB（在32位系统上）的连续内存，然后根据需要使用它。如果我们无法分配整个1GB并且没有遇到任何问题，我们会稍微退缩一下。不过我们必须在一开始就这样做，否则就有可能在面对失败时无法采取任何明智的措施。 - Ed S.

我很困惑：如果您有2GiB的虚拟地址空间（因为Windows预留了另外2GiB），那么您只需要一个病态分配就可以了，就在中间吗？ - geometrian

@tax: 如果用户应用程序的可用地址空间为0-2^31，则在其中间（2^30）分配几个字节将有效地将地址空间分成两半，每个都小于1GB。实际地址空间从高于0开始，因此默认情况下实际总量会少于2GB。 - Mark Wilkins