在尝试在Linux上测试用户空间中的Is it allowed to access memory that spans the zero boundary in x86?时，我编写了一个32位测试程序，试图映射32位虚拟地址空间的低页和高页。
在echo 0 | sudo tee /proc/sys/vm/mmap_min_addr之后，我可以映射零页面，但我不知道为什么我无法映射-4096，即(void*)0xfffff000，最高页面。为什么mmap2((void*)-4096)返回-ENOMEM？
strace ./a.out
execve("./a.out", ["./a.out"], 0x7ffe08827c10 /* 65 vars */) = 0
strace: [ Process PID=1407 runs in 32 bit mode. ]
....
mmap2(0xfffff000, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = -1 ENOMEM (Cannot allocate memory)
mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0
另外，什么检查在linux/mm/mmap.c拒绝它，为什么它是这样设计的？这是确保创建指向一个过去的对象的指针不是wrap around and break pointer comparisons的一部分，因为ISO C和C ++允许创建一个指向一端的指针，但不允许在对象之外。
我在64位内核（Arch Linux上的4.12.8-2-ARCH）下运行，因此32位用户空间可以提供整个4GiB。 （与64位内核上的64位代码不同，或者与32位内核不同，其中2：2或3：1用户/内核拆分会使高页成为内核地址。）
我没有试过一个最小的静态可执行文件（没有CRT启动或libc，只是asm），因为我认为这不会有所作为。 CRT启动系统调用中没有一个看起来可疑。
虽然在断点处停了下来，但我检查了/proc/PID/maps。首页尚未使用。堆栈包括第二高页面，但首页未映射。
00000000-00001000 rw-p 00000000 00:00 0 ### the mmap(0) result
08048000-08049000 r-xp 00000000 00:15 3120510 /home/peter/src/SO/a.out
08049000-0804a000 r--p 00000000 00:15 3120510 /home/peter/src/SO/a.out
0804a000-0804b000 rw-p 00001000 00:15 3120510 /home/peter/src/SO/a.out
f7d81000-f7f3a000 r-xp 00000000 00:15 1511498 /usr/lib32/libc-2.25.so
f7f3a000-f7f3c000 r--p 001b8000 00:15 1511498 /usr/lib32/libc-2.25.so
f7f3c000-f7f3d000 rw-p 001ba000 00:15 1511498 /usr/lib32/libc-2.25.so
f7f3d000-f7f40000 rw-p 00000000 00:00 0
f7f7c000-f7f7e000 rw-p 00000000 00:00 0
f7f7e000-f7f81000 r--p 00000000 00:00 0 [vvar]
f7f81000-f7f83000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso]
f7f83000-f7fa6000 r-xp 00000000 00:15 1511499 /usr/lib32/ld-2.25.so
f7fa6000-f7fa7000 r--p 00022000 00:15 1511499 /usr/lib32/ld-2.25.so
f7fa7000-f7fa8000 rw-p 00023000 00:15 1511499 /usr/lib32/ld-2.25.so
fffdd000-ffffe000 rw-p 00000000 00:00 0 [stack]
有没有出现在maps中的VMA区域仍然说服内核拒绝该地址？我查看了ENOMEM中linux/mm/mmapc.的出现，但是要阅读的代码很多，所以也许我错过了一些东西。保留一定范围的高地址，还是因为它位于堆栈旁边的东西？
以其他顺序进行系统调用没有帮助（但是PAGE_ALIGN和类似的宏都是小心写入的，以避免在屏蔽之前环绕，所以这不太可能。）
完整源代码，使用gcc -O3 -fno-pie -no-pie -m32 address-wrap.c编译：
#include <sys/mman.h>
//void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags,
// int fildes, off_t off);
int main(void) {
volatile unsigned *high =
mmap((void*)-4096L, 4096, PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_FIXED|MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS,
-1, 0);
volatile unsigned *zeropage =
mmap((void*)0, 4096, PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_FIXED|MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS,
-1, 0);
return (high == MAP_FAILED) ? 2 : *high;
}
（我省略了试图解散(int*)-2的部分，因为当mmap失败时它只是段错误。）
mmap函数最终调用do_mmap或do_brk_flags来完成满足内存分配请求的实际工作。这些函数反过来调用get_unmapped_area。在该函数中，进行检查以确保不能在由TASK_SIZE定义的用户地址空间限制之外分配存储器。我从代码中引用：
* There are a few constraints that determine this:
*
* On Intel CPUs, if a SYSCALL instruction is at the highest canonical
* address, then that syscall will enter the kernel with a
* non-canonical return address, and SYSRET will explode dangerously.
* We avoid this particular problem by preventing anything executable
* from being mapped at the maximum canonical address.
*
* On AMD CPUs in the Ryzen family, there's a nasty bug in which the
* CPUs malfunction if they execute code from the highest canonical page.
* They'll speculate right off the end of the canonical space, and
* bad things happen. This is worked around in the same way as the
* Intel problem.
#define TASK_SIZE_MAX ((1UL << __VIRTUAL_MASK_SHIFT) - PAGE_SIZE)
#define IA32_PAGE_OFFSET ((current->personality & ADDR_LIMIT_3GB) ? \
0xc0000000 : 0xFFFFe000)
#define TASK_SIZE (test_thread_flag(TIF_ADDR32) ? \
IA32_PAGE_OFFSET : TASK_SIZE_MAX)
在具有48位虚拟地址空间的处理器上，__VIRTUAL_MASK_SHIFT为47。
请注意，TASK_SIZE的指定取决于当前进程是32位32位，64位32位，64位64位。对于32位进程，保留两个页面;一个用于vsyscall page，另一个用作防护页面。实质上，vsyscall页面无法取消映射，因此用户地址空间的最高地址实际上是0xFFFFe000。对于64位进程，保留一个保护页面。这些页面仅保留在64位Intel和AMD处理器上，因为仅在这些处理器上使用了SYSCALL机制。
这是在get_unmapped_area中执行的检查：
if (addr > TASK_SIZE - len)
return -ENOMEM;