mount_setattr.2: SEE ALSO: place entries in correct order
[man-pages.git] / man2 / mremap.2
blob3ed0c0c0a99a288c893d9df92218d13616c707ce
1 .\" Copyright (c) 1996 Tom Bjorkholm <tomb@mydata.se>
2 .\"
3 .\" %%%LICENSE_START(GPLv2+_DOC_FULL)
4 .\" This is free documentation; you can redistribute it and/or
5 .\" modify it under the terms of the GNU General Public License as
6 .\" published by the Free Software Foundation; either version 2 of
7 .\" the License, or (at your option) any later version.
8 .\"
9 .\" The GNU General Public License's references to "object code"
10 .\" and "executables" are to be interpreted as the output of any
11 .\" document formatting or typesetting system, including
12 .\" intermediate and printed output.
13 .\"
14 .\" This manual is distributed in the hope that it will be useful,
15 .\" but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 .\" MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 .\" GNU General Public License for more details.
18 .\"
19 .\" You should have received a copy of the GNU General Public
20 .\" License along with this manual; if not, see
21 .\" <http://www.gnu.org/licenses/>.
22 .\" %%%LICENSE_END
23 .\"
24 .\" 1996-04-11 Tom Bjorkholm <tomb@mydata.se>
25 .\"            First version written (1.3.86)
26 .\" 1996-04-12 Tom Bjorkholm <tomb@mydata.se>
27 .\"            Update for Linux 1.3.87 and later
28 .\" 2005-10-11 mtk: Added NOTES for MREMAP_FIXED; revised EINVAL text.
29 .\"
30 .TH MREMAP 2 2021-03-22 "Linux" "Linux Programmer's Manual"
31 .SH NAME
32 mremap \- remap a virtual memory address
33 .SH SYNOPSIS
34 .nf
35 .BR "#define _GNU_SOURCE" "         /* See feature_test_macros(7) */"
36 .B #include <sys/mman.h>
37 .PP
38 .BI "void *mremap(void *" old_address ", size_t " old_size ,
39 .BI "             size_t " new_size ", int " flags ", ... /* void *" new_address " */);"
40 .fi
41 .SH DESCRIPTION
42 .BR mremap ()
43 expands (or shrinks) an existing memory mapping, potentially
44 moving it at the same time (controlled by the \fIflags\fP argument and
45 the available virtual address space).
46 .PP
47 \fIold_address\fP is the old address of the virtual memory block that you
48 want to expand (or shrink).
49 Note that \fIold_address\fP has to be page
50 aligned.
51 \fIold_size\fP is the old size of the
52 virtual memory block.
53 \fInew_size\fP is the requested size of the
54 virtual memory block after the resize.
55 An optional fifth argument,
56 .IR new_address ,
57 may be provided; see the description of
58 .B MREMAP_FIXED
59 below.
60 .PP
61 If the value of \fIold_size\fP is zero, and \fIold_address\fP refers to
62 a shareable mapping (see
63 .BR mmap (2)
64 .BR MAP_SHARED ),
65 then
66 .BR mremap ()
67 will create a new mapping of the same pages.
68 \fInew_size\fP
69 will be the size of the new mapping and the location of the new mapping
70 may be specified with \fInew_address\fP; see the description of
71 .B MREMAP_FIXED
72 below.
73 If a new mapping is requested via this method, then the
74 .B MREMAP_MAYMOVE
75 flag must also be specified.
76 .PP
77 The \fIflags\fP bit-mask argument may be 0, or include the following flags:
78 .TP
79 .B MREMAP_MAYMOVE
80 By default, if there is not sufficient space to expand a mapping
81 at its current location, then
82 .BR mremap ()
83 fails.
84 If this flag is specified, then the kernel is permitted to
85 relocate the mapping to a new virtual address, if necessary.
86 If the mapping is relocated,
87 then absolute pointers into the old mapping location
88 become invalid (offsets relative to the starting address of
89 the mapping should be employed).
90 .TP
91 .BR MREMAP_FIXED " (since Linux 2.3.31)"
92 This flag serves a similar purpose to the
93 .B MAP_FIXED
94 flag of
95 .BR mmap (2).
96 If this flag is specified, then
97 .BR mremap ()
98 accepts a fifth argument,
99 .IR "void\ *new_address" ,
100 which specifies a page-aligned address to which the mapping must
101 be moved.
102 Any previous mapping at the address range specified by
103 .I new_address
105 .I new_size
106 is unmapped.
109 .B MREMAP_FIXED
110 is specified, then
111 .B MREMAP_MAYMOVE
112 must also be specified.
114 .BR MREMAP_DONTUNMAP " (since Linux 5.7)"
115 .\" commit e346b3813067d4b17383f975f197a9aa28a3b077
116 This flag, which must be used in conjunction with
117 .BR MREMAP_MAYMOVE ,
118 remaps a mapping to a new address but does not unmap the mapping at
119 .IR old_address .
122 .B MREMAP_DONTUNMAP
123 flag can be used only with private anonymous mappings
124 (see the description of
125 .BR MAP_PRIVATE
127 .BR MAP_ANONYMOUS
129 .BR mmap (2)).
131 After completion,
132 any access to the range specified by
133 .IR old_address
135 .I old_size
136 will result in a page fault.
137 The page fault will be handled by a
138 .BR userfaultfd (2)
139 handler
140 if the address is in a range previously registered with
141 .BR userfaultfd (2).
142 Otherwise, the kernel allocates a zero-filled page to handle the fault.
145 .BR MREMAP_DONTUNMAP
146 flag may be used to atomically move a mapping while leaving the source
147 mapped.
148 See NOTES for some possible applications of
149 .BR MREMAP_DONTUNMAP .
151 If the memory segment specified by
152 .I old_address
154 .I old_size
155 is locked (using
156 .BR mlock (2)
157 or similar), then this lock is maintained when the segment is
158 resized and/or relocated.
159 As a consequence, the amount of memory locked by the process may change.
160 .SH RETURN VALUE
161 On success
162 .BR mremap ()
163 returns a pointer to the new virtual memory area.
164 On error, the value
165 .B MAP_FAILED
166 (that is, \fI(void\ *)\ \-1\fP) is returned,
167 and \fIerrno\fP is set to indicate the error.
168 .SH ERRORS
170 .B EAGAIN
171 The caller tried to expand a memory segment that is locked,
172 but this was not possible without exceeding the
173 .B RLIMIT_MEMLOCK
174 resource limit.
176 .B EFAULT
177 Some address in the range
178 \fIold_address\fP to \fIold_address\fP+\fIold_size\fP is an invalid
179 virtual memory address for this process.
180 You can also get
181 .B EFAULT
182 even if there exist mappings that cover the
183 whole address space requested, but those mappings are of different types.
185 .B EINVAL
186 An invalid argument was given.
187 Possible causes are:
189 .IP * 3
190 \fIold_address\fP was not
191 page aligned;
192 .IP *
193 a value other than
194 .B MREMAP_MAYMOVE
196 .B MREMAP_FIXED
198 .B MREMAP_DONTUNMAP
199 was specified in
200 .IR flags ;
201 .IP *
202 .I new_size
203 was zero;
204 .IP *
205 .I new_size
207 .I new_address
208 was invalid;
209 .IP *
210 the new address range specified by
211 .I new_address
213 .I new_size
214 overlapped the old address range specified by
215 .I old_address
217 .IR old_size ;
218 .IP *
219 .B MREMAP_FIXED
221 .B MREMAP_DONTUNMAP
222 was specified without also specifying
223 .BR MREMAP_MAYMOVE ;
224 .IP *
225 .B MREMAP_DONTUNMAP
226 was specified, but one or more pages in the range specified by
227 .IR old_address
229 .IR old_size
230 were not private anonymous;
231 .IP *
232 .B MREMAP_DONTUNMAP
233 was specified and
234 .IR old_size
235 was not equal to
236 .IR new_size ;
237 .IP *
238 \fIold_size\fP was zero and \fIold_address\fP does not refer to a
239 shareable mapping (but see BUGS);
240 .IP *
241 \fIold_size\fP was zero and the
242 .BR MREMAP_MAYMOVE
243 flag was not specified.
246 .B ENOMEM
247 Not enough memory was available to complete the operation.
248 Possible causes are:
250 .IP * 3
251 The memory area cannot be expanded at the current virtual address, and the
252 .B MREMAP_MAYMOVE
253 flag is not set in \fIflags\fP.
254 Or, there is not enough (virtual) memory available.
255 .IP *
256 .B MREMAP_DONTUNMAP
257 was used causing a new mapping to be created that would exceed the
258 (virtual) memory available.
259 Or, it would exceed the maximum number of allowed mappings.
261 .SH CONFORMING TO
262 This call is Linux-specific, and should not be used in programs
263 intended to be portable.
264 .\" 4.2BSD had a (never actually implemented)
265 .\" .BR mremap (2)
266 .\" call with completely different semantics.
267 .SH NOTES
268 .BR mremap ()
269 changes the
270 mapping between virtual addresses and memory pages.
271 This can be used to implement a very efficient
272 .BR realloc (3).
274 In Linux, memory is divided into pages.
275 A process has (one or)
276 several linear virtual memory segments.
277 Each virtual memory segment has one
278 or more mappings to real memory pages (in the page table).
279 Each virtual memory segment has its own
280 protection (access rights), which may cause
281 a segmentation violation
282 .RB ( SIGSEGV )
283 if the memory is accessed incorrectly (e.g.,
284 writing to a read-only segment).
285 Accessing virtual memory outside of the
286 segments will also cause a segmentation violation.
289 .BR mremap ()
290 is used to move or expand an area locked with
291 .BR mlock (2)
292 or equivalent, the
293 .BR mremap ()
294 call will make a best effort to populate the new area but will not fail
295 with
296 .B ENOMEM
297 if the area cannot be populated.
299 Prior to version 2.4, glibc did not expose the definition of
300 .BR MREMAP_FIXED ,
301 and the prototype for
302 .BR mremap ()
303 did not allow for the
304 .I new_address
305 argument.
307 .SS MREMAP_DONTUNMAP use cases
308 Possible applications for
309 .BR MREMAP_DONTUNMAP
310 include:
311 .IP * 3
312 Non-cooperative
313 .BR userfaultfd (2):
314 an application can yank out a virtual address range using
315 .BR MREMAP_DONTUNMAP
316 and then employ a
317 .BR userfaultfd (2)
318 handler to handle the page faults that subsequently occur
319 as other threads in the process touch pages in the yanked range.
320 .IP *
321 Garbage collection:
322 .BR MREMAP_DONTUNMAP
323 can be used in conjunction with
324 .BR userfaultfd (2)
325 to implement garbage collection algorithms (e.g., in a Java virtual machine).
326 Such an implementation can be cheaper (and simpler)
327 than conventional garbage collection techniques that involve
328 marking pages with protection
329 .BR PROT_NONE
330 in conjunction with the of a
331 .BR SIGSEGV
332 handler to catch accesses to those pages.
333 .SH BUGS
334 Before Linux 4.14,
336 .I old_size
337 was zero and the mapping referred to by
338 .I old_address
339 was a private mapping
340 .RB ( mmap "(2) " MAP_PRIVATE ),
341 .BR mremap ()
342 created a new private mapping unrelated to the original mapping.
343 This behavior was unintended
344 and probably unexpected in user-space applications
345 (since the intention of
346 .BR mremap ()
347 is to create a new mapping based on the original mapping).
348 Since Linux 4.14,
349 .\" commit dba58d3b8c5045ad89c1c95d33d01451e3964db7
350 .BR mremap ()
351 fails with the error
352 .B EINVAL
353 in this scenario.
354 .SH SEE ALSO
355 .BR brk (2),
356 .BR getpagesize (2),
357 .BR getrlimit (2),
358 .BR mlock (2),
359 .BR mmap (2),
360 .BR sbrk (2),
361 .BR malloc (3),
362 .BR realloc (3)
364 Your favorite text book on operating systems
365 for more information on paged memory
366 (e.g., \fIModern Operating Systems\fP by Andrew S.\& Tanenbaum,
367 \fIInside Linux\fP by Randolph Bentson,
368 \fIThe Design of the UNIX Operating System\fP by Maurice J.\& Bach)