malloc申请大内存报错分析

每个进程会有4G的虚拟地址空间, malloc得到的的地址都是虚拟地址, 并且当malloc的时候, 操作系统并不会将实际的内存分配给进程的, 所以malloc只会占用进程自身的虚拟地址空间。
我以前也做过申请内存的测试，并且写了一个短文：

操作系统: Redhat Linux AS5 32bit
服务器内存: 4G
服务器类型: I32

最近写搜索引擎, 因为创建索引需要大量的内存, 所以对Linux下的大内存申请进行了一些测试.

(1)char * p = (char *)malloc( 2G字节 );
=>申请失败.
(2)char * p = (char *)malloc( 1.9G字节 );
=>申请成功
(3)连续的申请10个300M的内存空间
for ( i=0; i<10; i++ )
p = (char*)malloc(300M字节)
=>前9次成功, 最后1次申请失败
(4)先申请1.9G, 再申请900M
p = (char *)malloc( 1.9G字节 );
p = (char *)malloc( 900M字节 );
=>两次申请都成功.

我的理解如下:
对于在普通默认的2.6.*的linux内核!
32位的机器里, 一个进程的内存地址空间范围是0-3G共4个G, 其中最后一个G是内核态的地址空间, 所以给用户态的内存地址空间只留下了前3个G. 那么这样, malloc能够申请到3G以内的内存才对, 但是结果并非如此.在(1)中我们申请2G的内存都没有申请到, 这是什么原因呢?先让我们看一看实际上进程的4G内存空间都放着或被map着什么:

第0G和第1G:用户态地址空间
第2G:库函数映射等
第3G:内核态内存空间

用户态地址空间中还包含了进程代码本身占用的地址空间, 栈的空间等等.
第2G中, 库函数映射等只占用了很少的一部分空间，还有很多的空闲空间.

现在让我们解释这4个问题:
第(1)个问题, 由上图可以看出, 没有连续的2G的内存, 所以申请2G的连续内存是肯定失败的.
第(2), 申请1.9G的空间是成功的, 这是因为前两个G可能会有1.9G的连续空间.
第(3), 申请了300M*9 = 2.7G是成功的, 是的, 前3G中有可能空间着2.7G的空间, 前两个G中空闲的加上第3个G中空闲的部分. 但是如果一次申请2.7G是不行的, 因为没有连续的2.7G的地址空间. 最后一个300M没有申请成功的原因是, 申请的空间大小不能超过3G的用户态地址空间.
第(4), 比较有意思, 显然那个1.9G是在第1-2G这个地址空间中申请成功的, 后900M是第3个G这片地址空间中申请成功的. 我们一共申请到了2.8G的"内存", 却也不是连续的