Ubuntu Manpage: mremap - eine virtuelle Speicheradresse neu mappen

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BEZEICHNUNG

       mremap - eine virtuelle Speicheradresse neu mappen

ÜBERSICHT

       #define _GNU_SOURCE         /* siehe feature_test_macros(7) */
       #include <sys/mman.h>

       void *mremap(void *alte_Adresse, size_t alte_Größe,
                    size_t neue_Größe, int Schalter, … /* void *neue_Adresse */);

BESCHREIBUNG

mremap() erweitert (oder verkleinert) ein bestehendes Speicher-Mapping, potenziell durch gleichzeitiges
Verschieben (bestimmt durch das Argument Schalter und den zur Verfügung stehenden virtuellen
Speicherplatz).

alte_Adresse ist die alte Adresse des virtuellen Speicherblocks, den man vergrößern (oder verkleinern)
möchte. Beachten Sie, dass alte_Adresse an den Speicherseiten ausgerichtet sein muss. alte_Größe ist die
alte Größe des virtuellen Speicherblocks. neue_Größe ist die angeforderte Größe des virtuellen
Speicherblocks nach der Größenänderung. Optional kann ein fünftes Argument, neue_Adresse, angegeben
werden; siehe die folgende Beschreibung von MREMAP_FIXED.

Falls der Wert von alte_Größe Null ist und sich alte_Adresse auf ein gemeinsam benutzbares Mapping
bezieht (siehe mmap(2) MAP_SHARED), dann wird mremap() ein neues Mapping der gleichen Seiten erstellen.
neue_Größe wird die Größe des neuen Mappings sein und der Ort des neuen Mappings kann mit neue_Adresse
festgelegt werden, siehe die nachfolgende Beschreibung von MREMAP_FIXED. Falls mittels dieser Methode ein
neues Mapping angefordert wird, dann muss der Schalter MREMAP_MAYMOVE angegeben werden.

Das Bitmasken-Argument Schalter kann 0 sein oder die folgenden Schalter enthalten:

MREMAP_MAYMOVE
Per Voreinstellung schlägt mremap() fehl, wenn an der aktuellen Position nicht ausreichend Platz
vorhanden ist, um ein Mapping zu vergrößern. Wird dieser Schalter angegeben, darf der Kernel das
Speicher-Mapping an eine neue virtuelle Adresse verlegen, falls das erforderlich ist. Wenn das
Mapping verlegt wurde, werden absolute Zeiger zum Ort des alten Mappings ungültig. (Es sollten
Offsets relativ zur Anfangsadresse des Mappings verwendet werden.)

MREMAP_FIXED (seit Linux 2.3.31)
Dieser Schalter dient einem ähnlichen Zweck wie der Schalter MAP_FIXED von mmap(2). Wenn dieser
Schalter angegeben wird, dann akzeptiert mremap() ein fünftes Argument, void *neue_Adresse, das
eine an Seiten ausgerichtete Adresse angibt, an die das Mapping verschoben werden muss. Alle
früheren Mappings auf den von neue_Adresse und neue_Größe angegebenen Adressbereich werden
verworfen.

Falls MREMAP_FIXED angegeben wird, muss ebenfalls MREMAP_MAYMOVE angegeben werden.

MREMAP_DONTUNMAP (seit Linux 5.7)
Dieser Schalter, der zusammen mit MREMAP_MAYMOVE verwandt werden muss, verlegt das Mapping auf
eine neue Adresse, aber entfernt das Mapping an der alte_Adresse nicht.

Der Schalter MREMAP_DONTUNMAP kann nur zusammen mit privaten anonymen Mappings verwandt werden
(siehe die Beschreibung von MAP_PRIVATE und MAP_ANONYMOUS in mmap(2)).

Nach Abschluss wird jeder Zugriff auf den durch alte_Adresse und alte_Größe festgelegten Bereich
zu einer Seitenausnahmebehandlung führen. Die Seitenausnahmebehandlung wird durch den Handler
userfaultfd(2) erledigt, falls die Adresse in dem vorher mit userfaultfd(2) registrierten Bereich
liegt. Andernfalls wird der Kernel einen mit Nullen gefüllten Bereich belegen, der die
Ausnahmebehandlung erledigt.

Der Schalter MREMAP_DONTUNMAP kann zur atomaren Verschiebung eines Mappings verwandt werden, wobei
die Quelle gemappt bleibt. Siehe ANMERKUNGEN für mögliche Anwendungen von MREMAP_DONTUNMAP.

Falls das von alte_Adresse und alte_Größe angegebene Speichersegment gesperrt ist (mittels mlock(2) oder
etwas Ähnlichem), wird diese Sperre aufrecht erhalten, wenn das Speichersegment verschoben oder seine
Größe geändert wird. Als Folge davon kann sich die Größe des durch einen Prozess gesperrten Speichers
ändern.

RÜCKGABEWERT

       Bei Erfolg gibt mremap() einen Zeiger auf den neuen virtuellen Speicherbereich zurück. Im Fehlerfall wird
       der Wert von MAP_FAILED (d.h. (void *) -1) zurückgegeben und errno entsprechend gesetzt.

FEHLER

       EAGAIN Der Aufrufende versuchte, ein gesperrtes Speichersegment zu vergrößern.  Das  war  nicht  möglich,
              ohne die Resourcen-Begrenzung RLIMIT_MEMLOCK zu überschreiten.

       EFAULT Eine  Adresse  im Bereich von alte_Adresse bis alte_Adresse+alte_Größe ist für diesen Prozess eine
              ungültige virtuelle Speicheradresse. Man erhält sogar EFAULT, wenn Mappings  existieren,  die  den
              gesamten angeforderten Adressraum abdecken, aber von unterschiedlichem Typ sind.

       EINVAL Ein ungültiges Argument wurde übergeben. Mögliche Gründe sind:

              *  alte_Adresse war nicht an der Seitengrenze ausgerichtet

              *  ein von MREMAP_MAYMOVE, MREMAP_FIXED oder MREMAP_DONTUNMAP verschiedener Wert wurde in Schalter
                 übergeben

              *  neue_Größe war Null

              *  neue_Größe oder neue_Adresse war ungültig

              *  der neue Adressbereich, der in neue_Adresse und neue_Größe angegeben wurde, überlappte  den  in
                 alte_Adresse und alte_Größe angegebenen alten Adressbereich

              *  MREMAP_FIXED oder MREMAP_DONTUNMAP wurde angegeben, ohne auch MREMAP_MAYMOVE anzugeben

              *  MREMAP_DONTUNMAP  wurde  angegeben, aber eine oder mehrere Seiten in dem durch alte_Adresse und
                 alte_Größe festgelegten Bereich waren nicht privat anonym

              *  MREMAP_DONTUNMAP wurde angegeben und alte_Größe war nicht zu neue_Größe identisch

              *  alte_Größe war Null und alte_Adresse bezieht sich nicht auf ein gemeinsam  benutzbares  Mapping
                 (siehe aber FEHLER)

              *  alte_Größe war Null und der Schalter MREMAP_MAYMOVE war nicht angegeben

       ENOMEM Zur Ausführung der Aktion war nicht genug Speicher verfügbar. Mögliche Gründe sind:

              *  Der  Speicherbereich  kann  an  der  aktuellen virtuellen Adresse nicht erweitert werden und in
                 Schalter ist der Schalter MREMAP_MAYMOVE  nicht  gesetzt.  Oder  es  gibt  nicht  genug  freien
                 (virtuellen) Speicher.

              *  MREMAP_DONTUNMAP  wurde  verwandt  und verursachte dadurch die Erstellung eines neuen Mappings,
                 das den verfügbaren (virtuellen) Speicher überschreiten  würde.  Oder  es  würde  die  maximale
                 Anzahl an erlaubten Mappings überschreiten.

KONFORM ZU

       Dieser Aufruf ist Linux-spezifisch und sollte nicht in portierbaren Programmen benutzt werden.

ANMERKUNGEN

mremap() ändert das Mapping zwischen virtuellen Adressen und Speicherseiten. Dies kann benutzt werden, um
ein sehr effizientes realloc(3) zu implementieren.

Unter Linux ist der Speicher in Seiten eingeteilt. Ein Prozess verfügt über (ein oder) mehrere lineare
virtuelle Speichersegmente. Jedes virtuelle Speichersegment hat ein oder mehr Mappings auf reale
Speicherseiten (in der Seitentabelle). Jedes virtuelle Speichersegment hat seinen eigenen Schutz
(Zugriffsrechte), welcher eine Segmentverletzung (Segmentation violation, SIGSEGV) verursachen kann, wenn
auf den Speicher nicht korrekt zugegriffen wird (z.B. beim Schreiben in ein schreibgeschütztes Segment).
Zugreifen auf virtuellen Speicher außerhalb der Segmente verursacht ebenfalls eine Segmentverletzung.

Falls mremap() dazu verwandt wird, einen mit mlock(2) oder Äquivalentem gesperrten Bereich zu verschieben
oder zu erweitern, wird der Aufruf mremap() sich die beste Mühe geben, den neuen Bereich zu bestücken,
wird aber nicht mit ENOMEM fehlschlagen, falls der Bereich nicht bestückt werden kann.

Vor Version 2.4 machte die Glibc die Definition von MREMAP_FIXED nicht verfügbar und der Prototyp für
mremap() ließ das Argument neue_Adresse nicht zu.

Anwendungsfälle für MREMAP_DONTUNMAP
Mögliche Anwendungen für MREMAP_DONTUNMAP sind unter Anderem:

* Nicht kooperatives userfaultfd(2): eine Anwendung kann sich einen virtuellen Adressbereich mittels
MREMAP_DONTUNMAP schnappen und dann einen userfaultfd(2)-Handler einsetzen, um die
Seitenausnahmebehandlungen zu handhaben, die nachfolgend auftreten, wenn andere Threads in dem Prozess
auf Seiten in dem geschnappten Bereich zugreifen.

* Automatische Speicherbereinigung: MREMAP_DONTUNMAP kann im Zusammenspiel mit userfaultfd(2) verwandt
werden, um Algorithmen für automatische Speicherbereinigung zu implementieren (z.B. in einer
virtuellen Java-Maschine). Eine solche Implementierung kann billiger (und einfacher) als
konventionelle automatische Speicherbereinigungstechniken sein, die Seiten mit einem PROT_NONE-Schutz
im Zusammenspiel mit dem SIGSEGV-Handler markieren, um Zugriff auf diese Seiten abzufangen.

FEHLER

       Vor Linux 4.14 erstellte mremap() ein neues privates Mapping ohne Bezug zum ursprünglichen Mapping, falls
       alte_Größe Null war und das Mapping auf das alte_Adresse sich bezog, ein privates  Mapping  war  (mmap(2)
       MAP_PRIVATE).  Dieses  Verhalten war nicht beabsichtigt und für Anwendungen im Benutzerbereich unerwartet
       (da es das Ziel von mremap()  ist,  ein  neues  Mapping  basierend  auf  dem  ursprünglichen  Mapping  zu
       erstellen). Seit Linux 4.14 schlägt mremap() in diesem Szenario mit dem Fehler EINVAL fehl.

SIEHE AUCH

       brk(2), getpagesize(2), getrlimit(2), mlock(2), mmap(2), sbrk(2), malloc(3), realloc(3)

       Ihr  Lieblingsbuch  über Betriebssysteme für weitere Informationen über »paged memory«. (Modern Operating
       Systems von Andrew S. Tanenbaum, Inside Linux von Randolph Bentson, The  Design  of  the  UNIX  Operating
       System von Maurice J. Bach.)

KOLOPHON

       Diese  Seite  ist  Teil  der  Veröffentlichung  5.10  des Projekts Linux-man-pages. Eine Beschreibung des
       Projekts, Informationen, wie Fehler gemeldet werden können sowie die aktuelle Version dieser Seite finden
       sich unter https://www.kernel.org/doc/man-pages/.

ÜBERSETZUNG

       Die  deutsche  Übersetzung  dieser Handbuchseite wurde von Patrick Rother <krd@gulu.net>, Martin Eberhard
       Schauer <Martin.E.Schauer@gmx.de>, Mario Blättermann <mario.blaettermann@gmail.com> und Helge  Kreutzmann
       <debian@helgefjell.de> erstellt.

       Diese  Übersetzung  ist  Freie  Dokumentation;  lesen  Sie  die  GNU  General  Public  License  Version 3
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