ИМЯ

mlock, mlock2, munlock, mlockall, munlockall - блокируют и разблокируют память

БИБЛИОТЕКА

Стандартная библиотека языка C (libc, -lc)

СИНТАКСИС

#include <sys/mman.h>

int mlock(const void addr[.len], size_t len);
int mlock2(const void addr[.len], size_t len, unsigned int flags);
int munlock(const void addr[.len], size_t len);

int mlockall(int flags);
int munlockall(void);

ОПИСАНИЕ

Вызовы mlock(), mlock2() и mlockall() блокируют часть или всё виртуальное адресное пространство процесса в ОЗУ, запрещая эту память перемещать в пространство подкачки.

munlock() and munlockall() perform the converse operation, unlocking part or all of the calling process's virtual address space, so that pages in the specified virtual address range can be swapped out again if required by the kernel memory manager.

Размер блокировки и разблокировки памяти округляется до целых страниц.

ВОЗВРАЩАЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ

On success, these system calls return 0. On error, -1 is returned, errno is set to indicate the error, and no changes are made to any locks in the address space of the process.

ОШИБКИ

EAGAIN

(mlock(), mlock2() и munlock()) Невозможно заблокировать некоторую часть или весь диапазон адресов.

EINVAL

(mlock(), mlock2() и munlock()) Результат добавления addr+len стал меньше чем addr (например, добавление могло привести к переполнению).

EINVAL

(mlock2()) Указан неизвестный флаг в flags.

EINVAL

(mlockall()) Неизвестное значение в flags или MCL_ONFAULT задан без MCL_FUTURE или MCL_CURRENT.

EINVAL

(Не в Linux) Значение addr не кратно размеру страницы.

ENOMEM

(mlock(), mlock2() и munlock()) Часть указанного адресного диапазона не соответствует отображённым страницам адресного пространства процесса.

ENOMEM

(mlock(), mlock2() и munlock()) Блокировка и разблокировка области привела бы к превышению разрешённого максимума на количество отображений с различающимися атрибутами (блокированных и разблокированных). Например, разблокировка диапазона в середине области в данный момент блокированного отображения привела бы к трём отображениям: два блокированных отображения на концах и доступное разблокированное отображение посередине.

ENOMEM

(Linux 2.6.9 и новее) У вызывающего процесса установлено ненулевое мягкое ограничение ресурса RLIMIT_MEMLOCK, но он пытается заблокировать больше памяти, чем это разрешено ограничением. Данное ограничение не учитывается у привилегированных процессов (CAP_IPC_LOCK).

ENOMEM

(Linux 2.4 и в более ранних) Вызывающий процесс пытается заблокировать более половины ОЗУ.

EPERM

Вызывающий не имеет прав (CAP_IPC_LOCK) для выполнения запрошенной операции.

EPERM

(munlockall()) (Linux 2.6.8 и более ранних) Вызывающий процесс не имеет достаточно прав (CAP_IPC_LOCK).

ВЕРСИИ

СТАНДАРТЫ

mlock()

munlock()

mlockall()

munlockall()

POSIX.1-2008.

mlock2()

Linux.

В POSIX-системах, в которых доступны mlock() и munlock(), значение _POSIX_MEMLOCK_RANGE определено в <unistd.h>, а количество байт в странице можно определить из константы PAGESIZE (если определена) в <limits.h> или вызвав sysconf(_SC_PAGESIZE).

В POSIX-системах, в которых доступны mlockall() и munlockall(), значение _POSIX_MEMLOCK, определенное в <unistd.h>, больше нуля (см. также sysconf(3)).

ИСТОРИЯ

mlock()

munlock()

mlockall()

munlockall()

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

mlock2()

Linux 4.4, glibc 2.27.

ПРИМЕЧАНИЯ

Блокировка памяти используется, в основном, в двух случаях: в алгоритмах реального времени и при работе с секретными данными. Программам реального времени необходима предсказуемость времени выполнения, а страничный обмен (наряду с системой переключения процессов) может привести к неожиданным задержкам в работе. Такие приложения часто переключаются в режим реального времени при помощи вызовы sched_setscheduler(2). Криптографические системы защиты данных очень часто содержат важные данные, например, пароли или секретные ключи, в структурах данных. В результате страничного обмена эти данные могут попасть в область подкачки, находящуюся на устройстве длительного хранения, где к этим данным после того, как они пропадут из ОЗУ, может получить доступ практически кто угодно. (Помните, что в режиме приостановки (suspend) на ноутбуках и некоторых компьютерах на жёсткий диск сохраняется копия памяти ОЗУ системы, независимо от блокировок памяти).

Процессы реального времени, использующие mlockall() для устранения задержек при страничных прерываниях (page fault), должны зарезервировать достаточно заблокированных страниц стека до входа в критический ко времени участок, для того, чтобы вызов функции не мог привести к страничному прерыванию. Это можно выполнить с помощью вызова функции, которая выделит место под достаточно большую автоматическую переменную (массив) и выполнит запись в память для того, чтобы этот массив занял место в странице стека. Таким путём будет отображено достаточно страниц для стека, которые можно заблокировать в ОЗУ. Бесполезная запись нужна для того, чтобы в критическом участке не возникло страничное прерывание для копирования страницы при записи.

Блокировка памяти не наследуется дочерними процессами, созданными при помощи fork(2), и автоматически удаляется (разблокируется) при выполнении execve(2) или при завершении работы процесса. Установка MCL_FUTURE и MCL_FUTURE | MCL_ONFAULT в mlockall() не наследуется потомком, созданными при помощи fork(2), и автоматически стирается при выполнении execve(2).

Note that fork(2) will prepare the address space for a copy-on-write operation. The consequence is that any write access that follows will cause a page fault that in turn may cause high latencies for a real-time process. Therefore, it is crucial not to invoke fork(2) after an mlockall() or mlock() operation—not even from a thread which runs at a low priority within a process which also has a thread running at elevated priority.

Блокировка памяти адресного диапазона автоматически удаляется, если этот диапазон становится неотображаемым с помощью вызова munmap(2).

Блокировки памяти не накапливаются, то есть, если страница была заблокирована вызовами mlock(), mlock2() или mlockall() несколько раз, то она будет разблокирована единственным вызовом munlock() для соответствующего диапазона или с помощью вызова munlockall(). Страницы, которые были отображены в несколько мест или несколькими процессами, останутся заблокированными в ОЗУ до тех пор, пока они блокируются хотя бы в одном месте или хотя бы в одном процессе.

Если послед вызова mlockall() с флагом MCL_FUTURE идёт другой вызов, у которого нет этого флага, то изменения, сделанные вызовом с MCL_FUTURE будут потеряны.

Флаг MLOCK_ONFAULT у mlock2() и MCL_ONFAULT у mlockall() позволяют эффективно блокировать память в приложениях, которые работают с большим количеством отображений, где только задействуется часть (малая) страниц в отображении. В таких случаях блокировка всех страниц в отображении приводила бы к значительным простоям из-за блокировки памяти.

ОШИБКИ

В Linux 4.8 и старее имеется дефект учёта блокированной памяти непривилегированных процессов (т. е., без CAP_IPC_LOCK) в ядре, состоящий в том, что если область, указанная addr и len перекрывает существующую блокировку, то при проверке ограничений уже заблокированные байты перекрывающей области учитываются дважды. Из-за такого двойного учёта может некорректно вычисляться значение «общего количества заблокированной памяти», и процесс, который превышает ограничение RLIMIT_MEMLOCK, в результате mlock() и mlock2() получит ошибку при запросах, которые должны выполняться успешно. Этот дефект был исправлен в Linux 4.9.

In Linux 2.4 series of kernels up to and including Linux 2.4.17, a bug caused the mlockall() MCL_FUTURE flag to be inherited across a fork(2). This was rectified in Linux 2.4.18.

Since Linux 2.6.9, if a privileged process calls mlockall(MCL_FUTURE) and later drops privileges (loses the CAP_IPC_LOCK capability by, for example, setting its effective UID to a nonzero value), then subsequent memory allocations (e.g., mmap(2), brk(2)) will fail if the RLIMIT_MEMLOCK resource limit is encountered.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ

mincore(2), mmap(2), setrlimit(2), shmctl(2), sysconf(3), proc(5), capabilities(7)

ПЕРЕВОД

Русский перевод этой страницы руководства разработал(и) aereiae <aereiae@gmail.com>, Alexey <a.chepugov@gmail.com>, Azamat Hackimov <azamat.hackimov@gmail.com>, Dmitriy S. Seregin <dseregin@59.ru>, Dmitry Bolkhovskikh <d20052005@yandex.ru>, ITriskTI <ITriskTI@gmail.com>, Max Is <ismax799@gmail.com>, Yuri Kozlov <yuray@komyakino.ru>, Иван Павлов <pavia00@gmail.com> и Малянов Евгений Викторович <maljanow@outlook.com>

Этот перевод является свободной программной документацией; он распространяется на условиях общедоступной лицензии GNU (GNU General Public License - GPL, https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html версии 3 или более поздней) в отношении авторского права, но БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ.

Если вы обнаружите какие-либо ошибки в переводе этой страницы руководства, пожалуйста, сообщите об этом разработчику(ам) по его(их) адресу(ам) электронной почты или по адресу списка рассылки русских переводчиков.