NAME

mmap, munmap - 파일이나 장치를 메모리로 맵 하거나 해제하기

SYNOPSIS

#include <sys/mman.h>

void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,
           int fd, off_t offset);
int munmap(void *addr, size_t length);

기능 확인 매크로 요건에 대한 정보는 NOTES를 보라.

DESCRIPTION

mmap()은 호출 프로세스의 가상 주소 공간 안에 새 매핑을 만든다. addr에는 새 매핑의 시작 주소를 지정한다. length 인자는 매핑의 길이(0보다 커야 함)를 나타낸다.

addr이 NULL이면 매핑을 생성할 (페이지에 정렬된) 주소를 커널에서 선택한다. 이게 새 매핑을 만드는 가장 이식성 좋은 방식이다. addr이 NULL이 아니면 커널에서 이를 매핑을 둘 위치에 대한 힌트로 받아들인다. 리눅스 커널에선 가까운 페이지 경계로 (하지만 항상 /proc/sys/vm/mmap_min_addr에 지정한 값 이상으로) 정한다. 새 매핑의 주소를 호출 결과로 반환한다.

파일 매핑의 내용은 (익명 매핑과 달리, 아래 MAP_ANONYMOUS 참고) 파일 디스크립터 fd가 가리키는 파일의 (또는 다른 객체의) 오프셋 offset의 length 개 바이트로 채워진다. offset은 sysconf(_SC_PAGE_SIZE)가 반환하는 페이지 크기의 배수여야 한다.

mmap() 호출 반환 후에 즉시 fd를 닫을 수 있다. 그렇게 해도 매핑이 무효화되지 않는다.

prot 인자는 매핑에 원하는 메모리 보호 방식을 기술한다. (파일의 열기 모드와 충돌하지 않아야 한다.) PROT_NONE이거나 다음 플래그들 중 하나 이상을 비트 OR 한 것이다.

PROT_EXEC

페이지를 실행할 수 있다.

PROT_READ

페이지를 읽을 수 있다.

PROT_WRITE

페이지에 쓸 수 있다.

PROT_NONE

페이지에 접근할 수 없다.

flags 인자

flags 인자는 매핑에 대한 갱신 내용이 같은 영역을 맵 하고 있는 다른 프로세스에게 보이는지 여부를, 그리고 그 갱신 내용이 기반 파일까지 가게 되는지 여부를 결정한다. 다음 중 정확히 한 개 값을 flags에 집어넣어서 동작 방식을 정한다.

MAP_SHARED

매핑을 공유한다. 매핑에 대한 갱신 내용이 같은 영역을 맵 하고 있는 다른 프로세스에게 보이며 (파일 기반 매핑인 경우) 그 갱신 내용이 기반 파일까지 간다. (갱신 내용이 기반 파일로 가는 시점을 정확히 제어하려면 msync(2)를 사용해야 한다.)

MAP_SHARED_VALIDATE (리눅스 4.15부터)

이 플래그의 동작 방식은 MAP_SHARED와 같되, MAP_SHARED 매핑에서는 flags에 모르는 플래그가 있으면 무시한다는 점이 다르다. 반면 MAP_SHARED_VALIDATE로 매핑을 만들 때는 전달된 플래그들이 모두 알려진 것인지 커널에서 검사해서 모르는 플래그가 있으면 EOPNOTSUPP 오류로 매핑이 실패한다. 또 일부 매핑 플래그(가령 MAP_SYNC)를 사용하려면 이 매핑 유형이 필요하다.

MAP_PRIVATE

비공유 copy-on-write 매핑을 만든다. 매핑에 대한 갱신 내용이 같은 파일을 맵 하고 있는 다른 프로세스에게 보이지 않으며 기반 파일까지 가지 않는다. mmap() 호출 후에 파일에서 일어난 변경 내용이 맵 된 영역에 보이는지 여부는 명세되어 있지 않다.

MAP_SHARED와 MAP_PRIVATE 모두 POSIX.1-2001 및 POSIX.1-2008에 기술돼 있다. MAP_SHARED_VALIDATE는 리눅스 확장이다.

더불어 flags에 다음 값들을 0개 이상 OR 할 수 있다.

MAP_32BIT (리눅스 2.4.20, 2.6부터)

매핑을 프로세스 주소 공간의 처음 2기가바이트 안에 넣는다. x86-64 상에서 64비트 프로그램에만 이 플래그를 지원한다. 스레드 스택을 메모리의 처음 2GB 내의 어딘가에 할당해서 일부 초기 64비트 프로세서들에서 문맥 전환 성능을 개선할 수 있도록 추가된 것이다. 요즘의 x86-64 프로세서에는 이런 성능 문제가 없기 때문에 이 플래그를 쓸 필요가 없다. MAP_FIXED가 설정돼 있는 경우 MAP_32BIT 플래그를 무시한다.

MAP_ANON

MAP_ANONYMOUS의 동의어. 다른 구현체와의 호환성을 위해 제공됨.

MAP_ANONYMOUS

매핑이 파일을 기반으로 하지 않으며 내용물이 0으로 채워진다. fd 인자를 무시한다. 하지만 일부 구현에서는 MAP_ANONYMOUS (또는 MAP_ANON) 지정 시 fd가 -1이기를 요구하므로 이식 가능한 응용에서는 그렇게 하는 게 좋다. offset 인자는 0이어야 할 것이다. MAP_ANONYMOUS를 MAP_SHARED와 결합해 쓰는 것은 리눅스 커널 2.4부터 지원한다.

MAP_DENYWRITE

이 플래그는 무시한다. (예전에는 (리눅스 2.0 및 그 전에서는) 기반 파일에 대한 쓰기가 ETXTBSY로 실패해야 한다는 뜻이었다. 하지만 서비스 거부 공격의 원인이 됐다.)

MAP_EXECUTABLE

이 플래그는 무시한다.

MAP_FILE

호환용 플래그. 무시한다.

MAP_FIXED

addr을 힌트로 해석하지 않는다. 즉 정확히 그 주소에 매핑을 위치시킨다. addr이 적절히 정렬돼 있어야 한다. 대부분의 아키텍처에서는 페이지 크기의 배수이면 충분하지만 어떤 아키텍처에서는 추가 제약이 있을 수 있다. addr과 len으로 지정한 메모리 영역이 기존 매핑(들)의 페이지와 겹치는 경우에는 기존 매핑의 겹치는 부분을 버리게 된다. 지정한 주소를 사용할 수 없으면 mmap()이 실패하게 된다.

이식성이 있기를 바라는 소프트웨어에서는 MAP_FIXED 플래그를 조심해서 사용해야 한다. 프로세스 메모리 매핑들의 정확한 배치가 커널 버전, C 라이브러리 버전, 운영 체제 릴리스에 따라 크게 다를 수 있다는 점에 유념해야 한다. NOTES에 있는 이 플래그에 대한 내용을 주의해서 읽어 보라!

MAP_FIXED_NOREPLACE (리눅스 4.17부터)

이 플래그의 동작 방식은 addr 강제라는 점에서 MAP_FIXED와 비슷한데, MAP_FIXED_NOREPLACE는 절대 기존 매핑 범위를 손상시키지 않는다는 점이 다르다. 요청 범위가 기존 매핑과 충돌하려는 경우에 이 호출은 EEXIST 오류로 실패한다. 따라서 이 플래그를 사용하면 (다른 스레드들에 대해) 원자적으로 주소 범위 매핑을 시도할 수 있다. 한 스레드만 성공하고 나머지는 실패를 보고하게 된다.

참고로 MAP_FIXED_NOREPLACE 플래그를 인식하지 못하는 구식 커널들은 (기존 매핑과의 충돌을 탐지했을 때) 보통 "비-MAP_FIXED" 동작 방식으로 후퇴하게 된다. 즉 요청한 주소와 다른 주소를 반환하게 된다. 따라서 하위 호환성 있는 소프트웨어에서는 반환 주소가 요청 주소와 같은지 확인할 필요가 있다.

MAP_GROWSDOWN

스택에 쓰는 플래그다. 매핑이 메모리에서 아래 방향으로 늘어나야 한다고 커널 가상 메모리 시스템에게 알린다. 반환 주소는 프로세스 가상 주소 공간에 실제 생성한 메모리 영역보다 한 페이지 아래의 주소이다. 매핑 아래의 그 "방호 구역" 페이지 내의 주소를 건드리면 매핑이 한 페이지만큼 성장하게 된다. 그 성장이 반복될 수 있으며, 매핑이 아래쪽 다음 매핑의 최상단 페이지로 성장해야 하는 시점에 "방호 구역" 페이지를 건드리면 SIGSEGV 시그널이 발생하게 된다.

MAP_HUGETLB (리눅스 2.6.32부터)

"거대" 페이지로 매핑을 할당한다. 자세한 내용은 리눅스 커널 소스 파일 Documentation/admin-guide/mm/hugetlbpage.rst를 보라. 아래 NOTES도 참고.

MAP_HUGE_2MB, MAP_HUGE_1GB (리눅스 4.8부터)

여러 가지 hugetlb 페이지 크기를 지원하는 시스템에서 MAP_HUGETLB와 조합해 사용해서 다른 hugetlb 페이지 크기(각각 2MB와 1GB)를 선택한다.

더 일반적으로는 오프셋 MAP_HUGE_SHIFT의 여섯 비트에 원하는 페이지 크기의 밑수 2 로그를 인코딩 해서 원하는 거대 페이지 크기를 설정할 수 있다. (이 비트 필드에서 0 값은 기본 거대 페이지 크기이다. 기본 거대 페이지 크기는 /proc/meminfo에 나오는 Hugepagesize 필드를 통해 알 수 있다.) 따라서 위 두 상수는 다음과 같이 정의돼 있다.

#define MAP_HUGE_2MB    (21 << MAP_HUGE_SHIFT)
#define MAP_HUGE_1GB    (30 << MAP_HUGE_SHIFT)

/sys/kernel/mm/hugepages의 하위 디렉터리를 확인하면 시스템에서 지원하는 거대 페이지 크기들을 알 수 있다.

MAP_LOCKED (리눅스 2.5.37부터)

맵 한 영역을 mlock(2)과 같은 방식으로 고정하게 표시한다. 여기선 전체 범위를 채우려고 (미리 폴트) 시도는 하지만 실패한 경우에 mmap() 호출이 실패하지 않는다. 따라서 이후에 메이저 폴트가 발생할 수도 있다. 즉 mlock(2)만큼 의미론이 강력하지 않다. 매핑 초기화 후의 메이저 폴트를 허용할 수 없다면 mmap()에 mlock(2)을 더해서 쓰는 게 좋다. 구식 커널에서는 MAP_LOCKED 플래그를 무시한다.

MAP_NONBLOCK (리눅스 2.5.46부터)

이 플래그는 MAP_POPULATE와 함께 쓸 때만 의미가 있다. 미리 읽기를 수행하지 않는다. 즉 이미 램 내에 있는 페이지에만 페이지 테이블 항목을 만든다. 리눅스 2.6.23부터는 이 플래그를 쓰면 MAP_POPULATE가 아무것도 하지 않게 된다. 언젠가 MAP_POPULATE와 MAP_NONBLOCK의 조합이 재구현될 수도 있다.

MAP_NORESERVE

이 매핑을 위한 스왑 공간을 예비해 두지 않는다. 스왑 공간이 예비돼 있을 때는 매핑을 변경하는 게 가능하다고 보장된다. 스왑 공간이 예비돼 있지 않을 때는 사용 가능한 물리적 메모리가 없으면 쓰기 시 SIGSEGV를 받을 수도 있다. proc(5)의 /proc/sys/vm/overcommit_memory 파일 설명도 참고하라. 2.6 전의 커널에서는 비공유 쓰기 가능 매핑에만 이 플래그가 효과가 있었다.

MAP_POPULATE (리눅스 2.5.46부터)

매핑에 대한 페이지 테이블을 채운다 (미리 폴트). 파일 매핑인 경우 파일에서 미리 읽기를 하게 한다. 이후 페이지 폴트에서 막히는 걸 줄이는 데 도움이 될 것이다. 비공유 매핑에는 리눅스 2.6.23부터 MAP_POPULATE를 지원한다.

MAP_STACK (리눅스 2.6.27부터)

프로세스나 스레드의 스택에 적합한 주소에 매핑을 할당한다.

리눅스에서 이 플래그는 현재 no-op다. 하지만 이 플래그를 이용해 두면 향후 플래그가 구현되었을 때 응용에서 그대로 지원을 얻게 되도록 할 수 있다. 그래서 glibc의 스레드 구현체에서 이를 이용하는데, 일부 아키텍처에서 (나중에) 스택 할당을 위한 특별한 처리를 필요로 할 수도 있다는 점을 감안해 두기 위해서다. 이 플래그를 이용할 또 다른 이유는 이식성이다. 몇 가지 다른 시스템(가령 BSD 일부)에 MAP_STACK이 존재한다. (그리고 효력이 있다.)

MAP_SYNC (리눅스 4.15부터)

이 플래그는 MAP_SHARED_VALIDATE 매핑 유형에만 사용 가능하다. MAP_SHARED 유형 매핑에서는 이 플래그를 조용히 무시한다. DAX(영속 메모리 직접 매핑) 지원 파일에서만 이 플래그를 지원한다. 그렇지 않은 파일에서 이 플래그로 매핑을 만들려고 하면 EOPNOTSUPP 오류가 발생한다.

이 플래그를 쓴 공유 파일 매핑에서는 프로세스 주소 공간에 어떤 메모리가 쓰기 가능하게 맵 되어 있는 동안에 시스템이 죽거나 재부팅 된 후에도 동일 파일의 동일 오프셋에서 그 내용을 볼 수 있다고 보장된다. 적절한 CPU 인스트럭션과 함께 사용하면 더 효율적인 방식으로 데이터 변경을 영속시키는 매핑이 가능해진다.

MAP_UNINITIALIZED (리눅스 2.6.33부터)

익명 페이지 내용을 비우지 않는다. 이 플래그는 임베디드 장치에서 성능을 개선하기 위한 것이다. 커널이 CONFIG_MMAP_ALLOW_UNINITIALIZED 옵션으로 구성된 경우에만 이 플래그를 따른다. 보안적 함의 때문에 보통 임베디드 장치에서만 (즉 사용자 메모리 내용물에 완전한 통제가 이뤄지는 장치에서만) 이 옵션을 켠다.

위 플래그들 중 MAP_FIXED만 POSIX.1-2001 및 POSIX.1-2008에 명세되어 있다. 하지만 많은 시스템에서 MAP_ANONYMOUS도 (또는 동의어인 MAP_ANON을) 지원한다.

munmap()

munmap() 시스템 호출은 지정한 주소 범위에 대한 매핑을 삭제하고 그 범위 내 주소에 대한 이후 참조가 비유효 메모리 참조를 일으키도록 한다. 프로세스가 종료할 때도 자동으로 해제한다. 반면 파일 디스크립터를 닫는 것으로는 맵을 해제하지 않는다.

주소 addr은 페이지 크기의 배수여야 한다. (length는 그럴 필요가 없다.) 지정한 범위의 일부라도 담은 모든 페이지들이 해제되며 이후 그 페이지들에 대한 참조가 SIGSEGV를 일으키게 된다. 지정한 범위 안에 맵 된 페이지가 없더라도 오류가 아니다.

RETURN VALUE

성공 시 mmap()은 맵 한 영역에 대한 포인터를 반환한다. 오류 시 MAP_FAILED 값(즉 (void *) -1)을 반환하며 오류를 나타내도록 errno를 설정한다.

성공 시 munmap()은 0을 반환한다. 실패 시 -1을 반환하며 오류를 나타내도록 errno를 (아마 EINVAL로) 설정한다.

ERRORS

EACCES

파일 디스크립터가 비정규 파일을 가리키고 있다. 또는 파일 매핑을 요청했는데 fd가 읽기 가능하게 열려 있지 않다. 또는 MAP_SHARED를 요청했고 PROT_WRITE가 설정돼 있는데 fd가 읽기/쓰기 모드(O_RDWR)로 열려 있지 않다. 또는 PROT_WRITE가 설정돼 있는데 파일이 덧붙임 전용이다.

EAGAIN

파일이 잠겨 있거나 너무 많은 메모리가 고정돼 있다. (setrlimit(2) 참고.)

EBADF

fd가 유효한 파일 디스크립터가 아니다. (그리고 MAP_ANONYMOUS를 설정하지 않았다.)

EEXIST

flags에 MAP_FIXED_NOREPLACE를 지정했으며 addr과 length가 나타내는 범위가 기존 매핑과 충돌한다.

EINVAL

addr, length, offset이 마음에 들지 않는다. (가령 너무 크거나 페이지 경계에 정렬돼 있지 않다.)

EINVAL

(리눅스 2.6.12부터) length가 0이다.

EINVAL

flags에 MAP_PRIVATE, MAP_SHARED, MAP_SHARED_VALIDATE 중 어느 것도 없다.

ENFILE

열린 파일 총개수에 대한 시스템 전역 제한에 도달했다.

ENODEV

지정한 파일의 기반 파일 시스템이 메모리 매핑을 지원하지 않는다.

ENOMEM

사용 가능한 메모리가 없다.

ENOMEM

프로세스의 매핑 최대 개수를 초과하려 했다. munmap()에서도 이 오류가 발생할 수 있는데, 기존 매핑의 중간 부분을 맵 해제하면 그 양쪽으로 작은 매핑 두 개가 생기기 때문이다.

ENOMEM

(리눅스 4.7부터) 프로세스의 RLIMIT_DATA 제한(getrlimit(2)에서 설명함)을 초과하려 했다.

EOVERFLOW

32비트 아키텍처에 큰 파일 확장(즉 64비트 off_t)을 쓰는 경우: length를 위한 페이지 개수에 offset을 위한 페이지 개수를 더하면 unsigned long(32비트)을 넘게 된다.

EPERM

prot 인자에서 PROT_EXEC를 요청하는데 맵 영역이 실행 불가능하게 마운트 된 파일 시스템 상의 파일에 속해 있다.

EPERM

파일 봉인 때문에 동작이 막혔다. fcntl(2) 참고.

ETXTBSY

MAP_DENYWRITE가 설정돼 있지만 fd로 지정한 객체가 쓰기 가능하게 열려 있다.

맵 한 영역을 사용할 때 다음 시그널이 발생할 수 있다.

SIGSEGV

읽기 전용으로 맵 한 영역에 쓰기를 시도했다.

SIGBUS

맵 된 파일 끝 너머에 있는 버퍼의 페이지에 접근을 시도했다. 페이지 크기의 배수가 아닌 맵 된 파일 끝에 해당하는 페이지에 속한 바이트들의 처리 방식 설명은 NOTES 참고.

ATTRIBUTES

이 절에서 사용하는 용어들에 대한 설명은 attributes(7)를 보라.

인터페이스	속성	값
mmap(), munmap()	스레드 안전성	MT-Safe

CONFORMING TO

POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, SVr4, 4.4BSD.

mmap(), msync(2), munmap()이 사용 가능한 POSIX 시스템에는 <unistd.h>에 _POSIX_MAPPED_FILES가 0보다 큰 값으로 정의되어 있다. (sysconf(3)도 참고.)

NOTES

mmap()으로 맵 한 메모리는 fork(2)를 거치며 같은 속성으로 유지된다.

파일은 페이지 크기의 배수로 맵 된다. 파일 크기가 페이지 크기의 배수가 아닌 경우 맵 할 때 매핑 마지막에 있는 불완전한 페이지의 나머지 바이트들을 0으로 채우며 그 영역에서의 변경 내용이 파일에 기록되지 않는다. 매핑 기반 파일의 크기가 바뀔 때 파일에 추가되거나 제거되는 영역에 대응하는 페이지들에 어떤 영향을 주는지는 명세되어 있지 않다.

일부 하드웨어 아키텍처(가령 i386)에서는 PROT_WRITE가 PROT_READ를 함의한다. 아키텍처에 따라 PROT_READ가 PROT_EXEC를 함의하는지 여부가 다르다. 이식 가능한 프로그램에서는 새 매핑 내의 코드를 실행할 예정이면 항상 PROT_EXEC를 설정하는 게 좋다.

매핑을 만드는 이식성 있는 방법은 addr을 0(NULL)으로 지정하고 flags에서 MAP_FIXED를 빼는 것이다. 이렇게 하는 경우 매핑에 쓸 주소를 시스템이 선택한다. 기존 매핑과 충돌하지 않으며 0이 아니게 주소를 선택한다. MAP_FIXED 플래그를 지정하는 경우 addr이 0(NULL)이면 맵 한 주소가 0(NULL)이 된다.

어떤 flags 상수들은 적절한 기능 확인 매크로가 (때론 기본으로) 정의돼 있는 경우에만 정의돼 있다. glibc 2.19 및 이후에서는 _DEFAULT_SOURCE, glibc 2.19 및 이전에서는 _BSD_SOURCE나 _SVID_SOURCE이다. (_GNU_SOURCE 사용으로도 충분하며, 명확히 이 매크로를 요건으로 하는 게 더 논리적일 수도 있는 것이, 그 플래그들 모두 리눅스 전용이다.) 해당하는 플래그는 MAP_32BIT, MAP_ANONYMOUS (및 동의어인 MAP_ANON), MAP_DENYWRITE, MAP_EXECUTABLE, MAP_FILE, MAP_GROWSDOWN, MAP_HUGETLB, MAP_LOCKED, MAP_NONBLOCK, MAP_NORESERVE, MAP_POPULATE, MAP_STACK이다.

응용에서 mincore(2)를 사용하면 매핑의 어떤 페이지가 현재 버퍼/페이지 캐시에 상주 중인지 알아낼 수 있다.

MAP_FIXED 안전하게 사용하기

MAP_FIXED를 안전하게 쓸 수 있는 유일한 경우는 addr과 length로 지정한 주소 범위가 이미 다른 매핑을 통해 잡혀 있을 때이다. 그 외 경우에서는 MAP_FIXED 사용이 극히 위험한데, 기존에 있던 매핑을 강제로 없애므로 다중 스레드 프로세스에서 자기 주소 공간을 오염시키기 쉽게 되기 때문이다.

예를 들어 스레드 A가 MAP_FIXED로 맵 할 수 있는 안 쓰는 주소 범위를 찾기 위해 /proc/<pid>/maps를 살펴보는 동안 스레드 B가 동시에 같은 주소 범위의 일부 내지 전체를 획득할 수 있다. 그러고서 스레드 A가 mmap(MAP_FIXED)를 사용하면 스레드 B가 만든 매핑을 실질적으로 손상시키게 된다. 이 경우에서 스레드 B가 꼭 매핑을 직접 생성해야 하는 건 아니다. 내부적으로 dlopen(3)을 써서 어떤 다른 공유 라이브러리를 적재하는 라이브러리 호출을 하는 것만으로 충분하다. 그 dlopen(3) 호출이 라이브러리를 프로세스의 주소 공간으로 맵 하게 된다. 뿐만 아니라 거의 모든 라이브러리 호출이 이 기법이나 단순 메모리 할당을 통해 주소 공간에 메모리 매핑을 추가하도록 구현되어 있을 수 있다. brk(2), malloc(3), pthread_create(3), PAM 라이브러리(http://www.linux-pam.org) 등이 그 예이다.

리눅스 4.17부터는 다중 스레드 프로그램에서 MAP_FIXED_NOREPLACE 플래그를 사용해서 기존 매핑으로 예약돼 있지 않은 고정 주소에 매핑을 만들려 할 때 위에서 설명한 위험을 피할 수 있다.

파일 기반 매핑에서의 타임스탬프 변경

파일 기반 매핑에서는 mmap()과 대응하는 맵 해제 사이의 어느 시점에도 맵 된 파일의 st_atime 필드가 갱신될 수 있다. 맵 된 페이지에 처음 참조할 때 그 필드가 아직 갱신되지 않았으면 갱신하게 된다.

PROT_WRITE 및 MAP_SHARED로 맵 한 파일의 st_ctime 및 st_mtime 필드는 맵 영역에 대한 쓰기 후에, 그리고 이후 MS_SYNC 내지 MS_ASYNC 플래그로 msync(2) 하는 경우 그 전에 갱신된다.

거대 페이지 (Huge TLB) 매핑

거대 페이지를 이용하는 매핑에서는 mmap()과 munmap() 인자에 대한 요건이 시스템 기본 페이지 크기를 쓰는 매핑에 대한 요건과 좀 다르다.

mmap()에서는 offset이 기반 거대 페이지 크기의 배수여야 한다. 시스템에서 length를 기반 거대 페이지 크기의 배수로 자동으로 맞춘다.

munmap()에서는 addr과 length가 모두 기반 거대 페이지 크기의 배수여야 한다.

C 라이브러리/커널 차이

이 페이지에서는 glibc의 mmap() 래퍼 함수가 제공하는 인터페이스를 기술한다. 원래는 그 함수에서 이름이 같은 시스템 호출을 불렀다. 커널 2.4부터 그 시스템 호출이 mmap2(2)로 대체됐고, 그래서 요즘에는 glibc의 mmap() 래퍼 함수에서 적절히 조정한 offset 값으로 mmap2(2)를 부른다.

BUGS

리눅스에서는 위의 MAP_NORESERVE에서 언급하는 것들을 보장하지 않는다. 기본적으로 시스템에 메모리가 부족할 때는 언제 어느 프로세스든 죽을 수 있다.

커널 2.6.7 전에서는 prot를 PROT_NONE으로 지정한 경우에만 MAP_POPULATE 플래그에 효력이 있다.

SUSv3에서는 length가 0이면 mmap()이 실패하는 게 좋다고 명세한다. 하지만 커널 2.6.12 전에서는 이 경우에 mmap()이 성공했다. 아무 매핑도 만들지 않고 호출이 addr을 반환했다. 커널 2.6.12부터는 이 경우에 mmap()이 EINVAL 오류로 실패한다.

POSIX에서는 객체 끝의 불완전한 페이지를 항상 시스템에서 0으로 채워야 하며 객체 끝 너머에서의 변경 내용을 시스템이 절대 기록하지 않는다고 명세한다. 리눅스에서 그런 객체 끝 다음의 불완전한 페이지에 데이터를 쓰는 경우 파일이 닫히고 맵이 해제된 후에 절대 파일에는 기록되지 않지만 데이터가 페이지 캐시 내에 남아서 이후 매핑에서 그 변경된 내용을 볼 수도 있다. 어떤 경우에는 맵 해제 전에 msync(2)를 호출해서 고칠 수도 있지만 tmpfs(5)에서는 (예를 들어 shm_overview(7)에 기록된 POSIX 공유 메모리 인터페이스를 쓸 때는) 통하지 않는다.

EXAMPLES

다음 프로그램은 첫 번째 명령행 인자에 지정한 파일의 일부를 표준 출력으로 찍는다. 두 번째와 세 번째 명령행 인자의 오프셋 및 길이 값을 통해 찍을 범위를 지정한다. 프로그램에서 파일의 필요한 페이지들로 메모리 매핑을 만든 다음 write(2)를 써서 원하는 바이트들을 출력한다.

프로그램 소스

#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

#define handle_error(msg) \
    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)

int
main(int argc, char *argv[])
{
    char *addr;
    int fd;
    struct stat sb;
    off_t offset, pa_offset;
    size_t length;
    ssize_t s;

    if (argc < 3 || argc > 4) {
        fprintf(stderr, "%s file offset [length]\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    fd = open(argv[1], O_RDONLY);
    if (Fd == -1)
        handle_error("open");

    if (fstat(fd, &sb) == -1)           /* 파일 크기 얻기 */
        handle_error("fstat");

    offset = atoi(argv[2]);
    pa_offset = offset & ~(sysconf(_SC_PAGE_SIZE) - 1);
        /* mmap() 오프셋이 페이지에 정렬돼 있어야 함 */

    if (offset >= sb.st_size) {
        fprintf(stderr, "offset is past end of file\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (argc == 4) {
        length = atoi(argv[3]);
        if (offset + length > sb.st_size)
            length = sb.st_size - offset;
                /* 파일 끝 너머의 바이트는 표시할 수 없음 */

    } else {    /* length 인자 없음 ==> 파일 끝까지 표시 */
        length = sb.st_size - offset;
    }

    addr = mmap(NULL, length + offset - pa_offset, PROT_READ,
                MAP_PRIVATE, fd, pa_offset);
    if (addr == MAP_FAILED)
        handle_error("mmap");

    s = write(STDOUT_FILENO, addr + offset - pa_offset, length);
    if (s != length) {
        if (s == -1)
            handle_error("write");

        fprintf(stderr, "partial write");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    munmap(addr, length + offset - pa_offset);
    close(fd);

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

SEE ALSO

ftruncate(2), getpagesize(2), memfd_create(2), mincore(2), mlock(2), mmap2(2), mprotect(2), mremap(2), msync(2), remap_file_pages(2), setrlimit(2), shmat(2), userfaultfd(2), shm_open(3), shm_overview(7)

proc(5) 내의 /proc/[pid]/maps, /proc/[pid]/map_files, /proc/[pid]/smaps 파일에 대한 설명.

B.O. Gallmeister, POSIX.4, O'Reilly, 128-129쪽 및 389-391쪽.

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2021-03-22