如何扩大mmap()分配的内存区域且保留其起始地址与原有内容

结论 #

可以实现，使用Linux的mremap系统调用即可，该调用专门用于调整已存在mmap映射区域的大小，默认会保留原有内存区域的所有内容，也可以通过标志位要求内核保留原映射的起始地址。

ARM64架构下的实现说明 #

你当前使用的是ARM64指令集的系统调用规范，mremap的参数对应寄存器、调用方法如下：

调用参数说明

• x0：传入原有mmap调用返回的内存区域起始地址（注意你必须提前保存好mmap调用成功后x0里的地址值）
• x1：原有内存区域的大小，这里你之前分配的是4096，直接填入即可
• x2：调整后的新内存区域总大小，比如你要扩大到8KB就填入8192
• x3：控制标志：
  • 填MREMAP_MAYMOVE（值为1）：允许内核在原地址后没有足够连续空间时，将整个映射迁移到其他地址，原有内容会完整保留，返回新的地址
  • 填MREMAP_MAYMOVE | MREMAP_FIXED（值为3）：强制要求内核必须保留原起始地址，如果原地址后没有足够空间则直接调用失败
• x8：mremap的ARM64系统调用号为223

示例汇编代码

; 假设之前mmap返回的起始地址已经存在x9寄存器里（你需要自行保存该值）
        mov     x0, x9                  ; 传入原映射起始地址
        mov     x1, 4096                ; 原有映射的大小
        mov     x2, 8192                ; 扩大后的总大小，示例为8KB
        mov     x3, 1                   ; MREMAP_MAYMOVE，允许必要时迁移地址
        mov     x8, 223                 ; mremap系统调用号
        svc     0

        ; 调用结果判断：如果x0为负值，代表调用出错，错误码为-x0

注意事项 #

• 如果你强制要求保留原地址，需要确保原映射区域之后的连续虚拟地址空间没有被其他映射占用，否则mremap会返回-ENOMEM错误
• 调用成功后，新的内存区域起始地址会返回在x0寄存器中，后续操作需要使用这个新地址（如果没有迁移的话就和你传入的原地址一致）
• 扩大后的内存区域新增的部分和原有匿名映射的规则一致，初始内容为0

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alexander Zhak