original/man2/mmap.2

   1 .\" Hey Emacs! This file is -*- nroff -*- source.
   2 .\"
   3 .\" Copyright (C) 1996 Andries Brouwer <aeb@cwi.nl>
   4 .\" and Copyright (C) 2006, 2007 Michael Kerrisk <mtk.manpages@gmail.com>
   5 .\"
   6 .\" Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
   7 .\" manual provided the copyright notice and this permission notice are
   8 .\" preserved on all copies.
   9 .\"
  10 .\" Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
  11 .\" manual under the conditions for verbatim copying, provided that the
  12 .\" entire resulting derived work is distributed under the terms of a
  13 .\" permission notice identical to this one.
  14 .\"
  15 .\" Since the Linux kernel and libraries are constantly changing, this
  16 .\" manual page may be incorrect or out-of-date.  The author(s) assume no
  17 .\" responsibility for errors or omissions, or for damages resulting from
  18 .\" the use of the information contained herein.  The author(s) may not
  19 .\" have taken the same level of care in the production of this manual,
  20 .\" which is licensed free of charge, as they might when working
  21 .\" professionally.
  22 .\"
  23 .\" Formatted or processed versions of this manual, if unaccompanied by
  24 .\" the source, must acknowledge the copyright and authors of this work.
  25 .\"
  26 .\" Modified 1997-01-31 by Eric S. Raymond <esr@thyrsus.com>
  27 .\" Modified 2000-03-25 by Jim Van Zandt <jrv@vanzandt.mv.com>
  28 .\" Modified 2001-10-04 by John Levon <moz@compsoc.man.ac.uk>
  29 .\" Modified 2003-02-02 by Andi Kleen <ak@muc.de>
  30 .\" Modified 2003-05-21 by Michael Kerrisk <mtk.manpages@gmail.com>
  31 .\"     MAP_LOCKED works from 2.5.37
  32 .\" Modified 2004-06-17 by Michael Kerrisk <mtk.manpages@gmail.com>
  33 .\" Modified 2004-09-11 by aeb
  34 .\" Modified 2004-12-08, from Eric Estievenart <eric.estievenart@free.fr>
  35 .\" Modified 2004-12-08, mtk, formatting tidy-ups
  36 .\" Modified 2006-12-04, mtk, various parts rewritten
  37 .\" 2007-07-10, mtk, Added an example program.
  38 .\" 2008-11-18, mtk, document MAP_STACK
  39 .\"
  40 .TH MMAP 2 2012-04-16 "Linux" "Linux Programmer's Manual"
  41 .SH NAME
  42 mmap, munmap \- map or unmap files or devices into memory
  43 .SH SYNOPSIS
  44 .nf
  45 .B #include <sys/mman.h>
  46 .sp
  47 .BI "void *mmap(void *" addr ", size_t " length \
  48 ", int " prot ", int " flags ,
  49 .BI "           int " fd ", off_t " offset );
  50 .BI "int munmap(void *" addr ", size_t " length );
  51 .fi
  52 .SH DESCRIPTION
  53 .BR mmap ()
  54 creates a new mapping in the virtual address space of
  55 the calling process.
  56 The starting address for the new mapping is specified in
  57 .IR addr .
  58 The
  59 .I length
  60 argument specifies the length of the mapping.
  61
  62 If
  63 .I addr
  64 is NULL,
  65 then the kernel chooses the address at which to create the mapping;
  66 this is the most portable method of creating a new mapping.
  67 If
  68 .I addr
  69 is not NULL,
  70 then the kernel takes it as a hint about where to place the mapping;
  71 on Linux, the mapping will be created at a nearby page boundary.
  72 .\" Before Linux 2.6.24, the address was rounded up to the next page
  73 .\" boundary; since 2.6.24, it is rounded down!
  74 The address of the new mapping is returned as the result of the call.
  75
  76 The contents of a file mapping (as opposed to an anonymous mapping; see
  77 .B MAP_ANONYMOUS
  78 below), are initialized using
  79 .I length
  80 bytes starting at offset
  81 .I offset
  82 in the file (or other object) referred to by the file descriptor
  83 .IR fd .
  84 .I offset
  85 must be a multiple of the page size as returned by
  86 .IR sysconf(_SC_PAGE_SIZE) .
  87 .LP
  88 The
  89 .I prot
  90 argument describes the desired memory protection of the mapping
  91 (and must not conflict with the open mode of the file).
  92 It is either
  93 .B PROT_NONE
  94 or the bitwise OR of one or more of the following flags:
  95 .TP 1.1i
  96 .B PROT_EXEC
  97 Pages may be executed.
  98 .TP
  99 .B PROT_READ
 100 Pages may be read.
 101 .TP
 102 .B PROT_WRITE
 103 Pages may be written.
 104 .TP
 105 .B PROT_NONE
 106 Pages may not be accessed.
 107 .LP
 108 The
 109 .I flags
 110 argument determines whether updates to the mapping
 111 are visible to other processes mapping the same region,
 112 and whether updates are carried through to the underlying file.
 113 This behavior is determined by including exactly one
 114 of the following values in
 115 .IR flags :
 116 .TP 1.1i
 117 .B MAP_SHARED
 118 Share this mapping.
 119 Updates to the mapping are visible to other processes that map this file,
 120 and are carried through to the underlying file.
 121 The file may not actually be updated until
 122 .BR msync (2)
 123 or
 124 .BR munmap ()
 125 is called.
 126 .TP
 127 .B MAP_PRIVATE
 128 Create a private copy-on-write mapping.
 129 Updates to the mapping are not visible to other processes
 130 mapping the same file, and are not carried through to
 131 the underlying file.
 132 It is unspecified whether changes made to the file after the
 133 .BR mmap ()
 134 call are visible in the mapped region.
 135 .LP
 136 Both of these flags are described in POSIX.1-2001.
 137
 138 In addition, zero or more of the following values can be ORed in
 139 .IR flags :
 140 .TP
 141 .BR MAP_32BIT " (since Linux 2.4.20, 2.6)"
 142 Put the mapping into the first 2 Gigabytes of the process address space.
 143 This flag is only supported on x86-64, for 64-bit programs.
 144 It was added to allow thread stacks to be allocated somewhere
 145 in the first 2GB of memory,
 146 so as to improve context-switch performance on some early
 147 64-bit processors.
 148 .\" See http://lwn.net/Articles/294642 "Tangled up in threads", 19 Aug 08
 149 Modern x86-64 processors no longer have this performance problem,
 150 so use of this flag is not required on those systems.
 151 The
 152 .B MAP_32BIT
 153 flag is ignored when
 154 .B MAP_FIXED
 155 is set.
 156 .TP
 157 .B MAP_ANON
 158 Synonym for
 159 .BR MAP_ANONYMOUS .
 160 Deprecated.
 161 .TP
 162 .B MAP_ANONYMOUS
 163 The mapping is not backed by any file;
 164 its contents are initialized to zero.
 165 The
 166 .I fd
 167 and
 168 .I offset
 169 arguments are ignored;
 170 however, some implementations require
 171 .I fd
 172 to be \-1 if
 173 .B MAP_ANONYMOUS
 174 (or
 175 .BR MAP_ANON )
 176 is specified,
 177 and portable applications should ensure this.
 178 The use of
 179 .B MAP_ANONYMOUS
 180 in conjunction with
 181 .B MAP_SHARED
 182 is only supported on Linux since kernel 2.4.
 183 .TP
 184 .B MAP_DENYWRITE
 185 This flag is ignored.
 186 .\" Introduced in 1.1.36, removed in 1.3.24.
 187 (Long ago, it signaled that attempts to write to the underlying file
 188 should fail with
 189 .BR ETXTBUSY .
 190 But this was a source of denial-of-service attacks.)
 191 .TP
 192 .B MAP_EXECUTABLE
 193 This flag is ignored.
 194 .\" Introduced in 1.1.38, removed in 1.3.24. Flag tested in proc_follow_link.
 195 .\" (Long ago, it signaled that the underlying file is an executable.
 196 .\" However, that information was not really used anywhere.)
 197 .\" Linus talked about DOS related to MAP_EXECUTABLE, but he was thinking of
 198 .\" MAP_DENYWRITE?
 199 .TP
 200 .B MAP_FILE
 201 Compatibility flag.
 202 Ignored.
 203 .\" On some systems, this was required as the opposite of
 204 .\" MAP_ANONYMOUS -- mtk, 1 May 2007
 205 .TP
 206 .B MAP_FIXED
 207 Don't interpret
 208 .I addr
 209 as a hint: place the mapping at exactly that address.
 210 .I addr
 211 must be a multiple of the page size.
 212 If the memory region specified by
 213 .I addr
 214 and
 215 .I len
 216 overlaps pages of any existing mapping(s), then the overlapped
 217 part of the existing mapping(s) will be discarded.
 218 If the specified address cannot be used,
 219 .BR mmap ()
 220 will fail.
 221 Because requiring a fixed address for a mapping is less portable,
 222 the use of this option is discouraged.
 223 .TP
 224 .B MAP_GROWSDOWN
 225 Used for stacks.
 226 Indicates to the kernel virtual memory system that the mapping
 227 should extend downward in memory.
 228 .TP
 229 .BR MAP_HUGETLB " (since Linux 2.6.32)"
 230 Allocate the mapping using "huge pages."
 231 See the kernel source file
 232 .I Documentation/vm/hugetlbpage.txt
 233 for further information.
 234 .TP
 235 .BR MAP_LOCKED " (since Linux 2.5.37)"
 236 Lock the pages of the mapped region into memory in the manner of
 237 .BR mlock (2).
 238 This flag is ignored in older kernels.
 239 .\" If set, the mapped pages will not be swapped out.
 240 .TP
 241 .BR MAP_NONBLOCK " (since Linux 2.5.46)"
 242 Only meaningful in conjunction with
 243 .BR MAP_POPULATE .
 244 Don't perform read-ahead:
 245 only create page tables entries for pages
 246 that are already present in RAM.
 247 Since Linux 2.6.23, this flag causes
 248 .BR MAP_POPULATE
 249 to do nothing.
 250 One day the combination of
 251 .BR MAP_POPULATE
 252 and
 253 .BR MAP_NONBLOCK
 254 may be reimplemented.
 255 .TP
 256 .B MAP_NORESERVE
 257 Do not reserve swap space for this mapping.
 258 When swap space is reserved, one has the guarantee
 259 that it is possible to modify the mapping.
 260 When swap space is not reserved one might get
 261 .B SIGSEGV
 262 upon a write
 263 if no physical memory is available.
 264 See also the discussion of the file
 265 .I /proc/sys/vm/overcommit_memory
 266 in
 267 .BR proc (5).
 268 In kernels before 2.6, this flag only had effect for
 269 private writable mappings.
 270 .TP
 271 .BR MAP_POPULATE " (since Linux 2.5.46)"
 272 Populate (prefault) page tables for a mapping.
 273 For a file mapping, this causes read-ahead on the file.
 274 Later accesses to the mapping will not be blocked by page faults.
 275 .BR MAP_POPULATE
 276 is only supported for private mappings since Linux 2.6.23.
 277 .TP
 278 .BR MAP_STACK " (since Linux 2.6.27)"
 279 Allocate the mapping at an address suitable for a process
 280 or thread stack.
 281 This flag is currently a no-op,
 282 but is used in the glibc threading implementation so that
 283 if some architectures require special treatment for stack allocations,
 284 support can later be transparently implemented for glibc.
 285 .\" See http://lwn.net/Articles/294642 "Tangled up in threads", 19 Aug 08
 286 .\" commit cd98a04a59e2f94fa64d5bf1e26498d27427d5e7
 287 .\" http://thread.gmane.org/gmane.linux.kernel/720412
 288 .\" "pthread_create() slow for many threads; also time to revisit 64b
 289 .\"  context switch optimization?"
 290 .TP
 291 .BR MAP_UNINITIALIZED " (since Linux 2.6.33)"
 292 Don't clear anonymous pages.
 293 This flag is intended to improve performance on embedded devices.
 294 This flag is only honored if the kernel was configured with the
 295 .B CONFIG_MMAP_ALLOW_UNINITIALIZED
 296 option.
 297 Because of the security implications,
 298 that option is normally enabled only on embedded devices
 299 (i.e., devices where one has complete control of the contents of user memory).
 300 .LP
 301 Of the above flags, only
 302 .B MAP_FIXED
 303 is specified in POSIX.1-2001.
 304 However, most systems also support
 305 .B MAP_ANONYMOUS
 306 (or its synonym
 307 .BR MAP_ANON ).
 308 .LP
 309 Some systems document the additional flags
 310 .BR MAP_AUTOGROW ,
 311 .BR MAP_AUTORESRV ,
 312 .BR MAP_COPY ,
 313 and
 314 .BR MAP_LOCAL .
 315 .LP
 316 Memory mapped by
 317 .BR mmap ()
 318 is preserved across
 319 .BR fork (2),
 320 with the same attributes.
 321 .LP
 322 A file is mapped in multiples of the page size.
 323 For a file that is not
 324 a multiple of the page size, the remaining memory is zeroed when mapped,
 325 and writes to that region are not written out to the file.
 326 The effect of
 327 changing the size of the underlying file of a mapping on the pages that
 328 correspond to added or removed regions of the file is unspecified.
 329 .SS munmap()
 330 The
 331 .BR munmap ()
 332 system call deletes the mappings for the specified address range, and
 333 causes further references to addresses within the range to generate
 334 invalid memory references.
 335 The region is also automatically unmapped
 336 when the process is terminated.
 337 On the other hand, closing the file
 338 descriptor does not unmap the region.
 339 .LP
 340 The address
 341 .I addr
 342 must be a multiple of the page size.
 343 All pages containing a part
 344 of the indicated range are unmapped, and subsequent references
 345 to these pages will generate
 346 .BR SIGSEGV .
 347 It is not an error if the
 348 indicated range does not contain any mapped pages.
 349 .SS Timestamps changes for file-backed mappings
 350 For file-backed mappings, the
 351 .I st_atime
 352 field for the mapped file may be updated at any time between the
 353 .BR mmap ()
 354 and the corresponding unmapping; the first reference to a mapped
 355 page will update the field if it has not been already.
 356 .LP
 357 The
 358 .I st_ctime
 359 and
 360 .I st_mtime
 361 field for a file mapped with
 362 .B PROT_WRITE
 363 and
 364 .B MAP_SHARED
 365 will be updated after
 366 a write to the mapped region, and before a subsequent
 367 .BR msync (2)
 368 with the
 369 .B MS_SYNC
 370 or
 371 .B MS_ASYNC
 372 flag, if one occurs.
 373 .SH "RETURN VALUE"
 374 On success,
 375 .BR mmap ()
 376 returns a pointer to the mapped area.
 377 On error, the value
 378 .B MAP_FAILED
 379 (that is,
 380 .IR "(void\ *)\ \-1" )
 381 is returned, and
 382 .I errno
 383 is set appropriately.
 384 On success,
 385 .BR munmap ()
 386 returns 0, on failure \-1, and
 387 .I errno
 388 is set (probably to
 389 .BR EINVAL ).
 390 .SH ERRORS
 391 .TP
 392 .B EACCES
 393 A file descriptor refers to a non-regular file.
 394 Or
 395 .B MAP_PRIVATE
 396 was requested, but
 397 .I fd
 398 is not open for reading.
 399 Or
 400 .B MAP_SHARED
 401 was requested and
 402 .B PROT_WRITE
 403 is set, but
 404 .I fd
 405 is not open in read/write
 406 .RB ( O_RDWR )
 407 mode.
 408 Or
 409 .B PROT_WRITE
 410 is set, but the file is append-only.
 411 .TP
 412 .B EAGAIN
 413 The file has been locked, or too much memory has been locked (see
 414 .BR setrlimit (2)).
 415 .TP
 416 .B EBADF
 417 .I fd
 418 is not a valid file descriptor (and
 419 .B MAP_ANONYMOUS
 420 was not set).
 421 .TP
 422 .B EINVAL
 423 We don't like
 424 .IR addr ,
 425 .IR length ,
 426 or
 427 .I offset
 428 (e.g., they are too large, or not aligned on a page boundary).
 429 .TP
 430 .B EINVAL
 431 (since Linux 2.6.12)
 432 .I length
 433 was 0.
 434 .TP
 435 .B EINVAL
 436 .I flags
 437 contained neither
 438 .B MAP_PRIVATE
 439 or
 440 .BR MAP_SHARED ,
 441 or contained both of these values.
 442 .TP
 443 .B ENFILE
 444 .\" This is for shared anonymous segments
 445 .\" [2.6.7] shmem_zero_setup()-->shmem_file_setup()-->get_empty_filp()
 446 The system limit on the total number of open files has been reached.
 447 .\" .TP
 448 .\" .B ENOEXEC
 449 .\" A file could not be mapped for reading.
 450 .TP
 451 .B ENODEV
 452 The underlying file system of the specified file does not support
 453 memory mapping.
 454 .TP
 455 .B ENOMEM
 456 No memory is available, or the process's maximum number of mappings would
 457 have been exceeded.
 458 .TP
 459 .B EPERM
 460 The
 461 .I prot
 462 argument asks for
 463 .B PROT_EXEC
 464 but the mapped area belongs to a file on a file system that
 465 was mounted no-exec.
 466 .\" (Since 2.4.25 / 2.6.0.)
 467 .TP
 468 .B ETXTBSY
 469 .B MAP_DENYWRITE
 470 was set but the object specified by
 471 .I fd
 472 is open for writing.
 473 .LP
 474 Use of a mapped region can result in these signals:
 475 .TP
 476 .B SIGSEGV
 477 Attempted write into a region mapped as read-only.
 478 .TP
 479 .B SIGBUS
 480 Attempted access to a portion of the buffer that does not correspond
 481 to the file (for example, beyond the end of the file, including the
 482 case where another process has truncated the file).
 483 .SH "CONFORMING TO"
 484 SVr4, 4.4BSD, POSIX.1-2001.
 485 .\" SVr4 documents additional error codes ENXIO and ENODEV.
 486 .\" SUSv2 documents additional error codes EMFILE and EOVERFLOW.
 487 .SH AVAILABILITY
 488 On POSIX systems on which
 489 .BR mmap (),
 490 .BR msync (2)
 491 and
 492 .BR munmap ()
 493 are available,
 494 .B _POSIX_MAPPED_FILES
 495 is defined in \fI<unistd.h>\fP to a value greater than 0.
 496 (See also
 497 .BR sysconf (3).)
 498 .\" POSIX.1-2001: It shall be defined to -1 or 0 or 200112L.
 499 .\" -1: unavailable, 0: ask using sysconf().
 500 .\" glibc defines it to 1.
 501 .SH NOTES
 502 This page describes the interface provided by the glibc
 503 .BR mmap ()
 504 wrapper function.
 505 Originally, this function invoked a system call of the same name.
 506 Since kernel 2.4, that system call has been superseded by
 507 .BR mmap2 (2),
 508 and nowadays
 509 .\" Since around glibc 2.1/2.2, depending on the platform.
 510 the glibc
 511 .BR mmap ()
 512 wrapper function invokes
 513 .BR mmap2 (2)
 514 with a suitably adjusted value for
 515 .IR offset .
 516
 517 On some hardware architectures (e.g., i386),
 518 .B PROT_WRITE
 519 implies
 520 .BR PROT_READ .
 521 It is architecture dependent whether
 522 .B PROT_READ
 523 implies
 524 .B PROT_EXEC
 525 or not.
 526 Portable programs should always set
 527 .B PROT_EXEC
 528 if they intend to execute code in the new mapping.
 529
 530 The portable way to create a mapping is to specify
 531 .I addr
 532 as 0 (NULL), and omit
 533 .B MAP_FIXED
 534 from
 535 .IR flags .
 536 In this case, the system chooses the address for the mapping;
 537 the address is chosen so as not to conflict with any existing mapping,
 538 and will not be 0.
 539 If the
 540 .B MAP_FIXED
 541 flag is specified, and
 542 .I addr
 543 is 0 (NULL), then the mapped address will be 0 (NULL).
 544 .SH BUGS
 545 On Linux there are no guarantees like those suggested above under
 546 .BR MAP_NORESERVE .
 547 By default, any process can be killed
 548 at any moment when the system runs out of memory.
 549
 550 In kernels before 2.6.7, the
 551 .B MAP_POPULATE
 552 flag only has effect if
 553 .I prot
 554 is specified as
 555 .BR PROT_NONE .
 556
 557 SUSv3 specifies that
 558 .BR mmap ()
 559 should fail if
 560 .I length
 561 is 0.
 562 However, in kernels before 2.6.12,
 563 .BR mmap ()
 564 succeeded in this case: no mapping was created and the call returned
 565 .IR addr .
 566 Since kernel 2.6.12,
 567 .BR mmap ()
 568 fails with the error
 569 .B EINVAL
 570 for this case.
 571 .SH EXAMPLE
 572 .\" FIXME . Add an example here that uses an anonymous shared region for
 573 .\" IPC between parent and child.
 574 .PP
 575 The following program prints part of the file specified in
 576 its first command-line argument to standard output.
 577 The range of bytes to be printed is specified via offset and length
 578 values in the second and third command-line arguments.
 579 The program creates a memory mapping of the required
 580 pages of the file and then uses
 581 .BR write (2)
 582 to output the desired bytes.
 583 .nf
 584
 585 #include <sys/mman.h>
 586 #include <sys/stat.h>
 587 #include <fcntl.h>
 588 #include <stdio.h>
 589 #include <stdlib.h>
 590 #include <unistd.h>
 591
 592 #define handle_error(msg) \\
 593     do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)
 594
 595 int
 596 main(int argc, char *argv[])
 597 {
 598     char *addr;
 599     int fd;
 600     struct stat sb;
 601     off_t offset, pa_offset;
 602     size_t length;
 603     ssize_t s;
 604
 605     if (argc < 3 || argc > 4) {
 606         fprintf(stderr, "%s file offset [length]\\n", argv[0]);
 607         exit(EXIT_FAILURE);
 608     }
 609
 610     fd = open(argv[1], O_RDONLY);
 611     if (fd == \-1)
 612         handle_error("open");
 613
 614     if (fstat(fd, &sb) == \-1)           /* To obtain file size */
 615         handle_error("fstat");
 616
 617     offset = atoi(argv[2]);
 618     pa_offset = offset & ~(sysconf(_SC_PAGE_SIZE) \- 1);
 619         /* offset for mmap() must be page aligned */
 620
 621     if (offset >= sb.st_size) {
 622         fprintf(stderr, "offset is past end of file\\n");
 623         exit(EXIT_FAILURE);
 624     }
 625
 626     if (argc == 4) {
 627         length = atoi(argv[3]);
 628         if (offset + length > sb.st_size)
 629             length = sb.st_size \- offset;
 630                 /* Can\(aqt display bytes past end of file */
 631
 632     } else {    /* No length arg ==> display to end of file */
 633         length = sb.st_size \- offset;
 634     }
 635
 636     addr = mmap(NULL, length + offset \- pa_offset, PROT_READ,
 637                 MAP_PRIVATE, fd, pa_offset);
 638     if (addr == MAP_FAILED)
 639         handle_error("mmap");
 640
 641     s = write(STDOUT_FILENO, addr + offset \- pa_offset, length);
 642     if (s != length) {
 643         if (s == \-1)
 644             handle_error("write");
 645
 646         fprintf(stderr, "partial write");
 647         exit(EXIT_FAILURE);
 648     }
 649
 650     exit(EXIT_SUCCESS);
 651 }
 652 .fi
 653 .SH "SEE ALSO"
 654 .BR getpagesize (2),
 655 .BR mincore (2),
 656 .BR mlock (2),
 657 .BR mmap2 (2),
 658 .BR mprotect (2),
 659 .BR mremap (2),
 660 .BR msync (2),
 661 .BR remap_file_pages (2),
 662 .BR setrlimit (2),
 663 .BR shmat (2),
 664 .BR shm_open (3),
 665 .BR shm_overview (7)
 666 .br
 667 B.O. Gallmeister, POSIX.4, O'Reilly, pp. 128-129 and 389-391.
 668 .\"
 669 .\" Repeat after me: private read-only mappings are 100% equivalent to
 670 .\" shared read-only mappings. No ifs, buts, or maybes. -- Linus