madvise(2)

Signature

#include <sys/mman.h>

int madvise(void * addr, size_t length, int advice);

addr

Début de la région, aligné page.

length

Longueur en octets, arrondie à la page.

advice

Une constante MADV_*. Le comportement varie radicalement — certaines sont no-op sur certains noyaux, d'autres affectent durablement la sémantique du processus.

Description

madvise() indique au noyau comment le processus prévoit d'utiliser la plage [addr, addr+length) — advice est une constante MADV_*. Certaines indications sont purement consultatives (MADV_RANDOM désactive le readahead, MADV_SEQUENTIAL l'agresse, MADV_WILLNEED déclenche le prefetch) ; d'autres sont destructives (MADV_DONTNEED dit que les pages peuvent être abandonnées — relues à zéro pour anonyme, refault depuis le fichier pour file-backed) ; d'autres définissent une politique (MADV_HUGEPAGE/NOHUGEPAGE pour les huge pages transparentes, MADV_DONTDUMP/DODUMP pour l'inclusion en core dump, MADV_WIPEONFORK pour zéroter dans les enfants, MADV_COLD/PAGEOUT pour vieillir et reclaim proactivement). madvise() retourne 0 en succès, -1 avec errno sinon. La plupart des indications sont alignées page ; le noyau arrondit.

Numéros par architecture

Historique noyau

Introduit dans Linux 2.4.0.

1. 2.4.0

   madvise() a livré en 2.4 avec le jeu de conseils POSIX de base (NORMAL, RANDOM, SEQUENTIAL, WILLNEED).

2. 2.6.16

   MADV_DONTNEED est devenu canonique et fiable pour les projections anonymes — les versions antérieures avaient une sémantique subtile ; 2.6.16 a standardisé la garantie « pages relues à zéro ».

3. 4.5

   MADV_FREE a été ajouté — version paresseuse de MADV_DONTNEED évitant le zérotage inconditionnel. Gain de performance majeur pour les allocateurs.

4. 5.4

   MADV_COLD et MADV_PAGEOUT ajoutés pour que l'espace utilisateur pilote le reclaim. Utilisé par Android et certains démons de pression mémoire Linux.

5. 5.10

   process_madvise() a été introduit — applique madvise à un autre processus via pidfd. Utilisé par les gestionnaires de pression (oomd, dbus-broker sous systemd) pour vieillir les pages froides d'autres processus.

seccomp & conteneurs

seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(madvise), 0);

Exemple strace

$ strace -e madvise bash -c 'true'
madvise(0x7f4c0a3c5000, 8192, MADV_DONTNEED) = 0
madvise(0x7f4c0a3c7000, 16384, MADV_DONTNEED) = 0

Sécurité & observabilité

madvise() est plus un outil défensif qu'offensif — MADV_DONTDUMP et MADV_WIPEONFORK sont du durcissement standard pour les processus tenant des secrets (sessions TLS, matériel de clé). L'exception notable était CVE-2020-29371 où MADV_HWPOISON permettait un use-after-free non privilégié dans certaines configs ; patché depuis longtemps. Le tracepoint eBPF sys_enter_madvise est à très haut débit et rarement utile en supervision production. Pour la sécurité conteneur, MADV_HUGEPAGE sur des régions JIT est bénin et attendu ; MADV_DODUMP sur une région auparavant DONTDUMP est suspect.

Erreurs

EACCES

MADV_REMOVE sur une projection non partagée ou un fd en lecture seule.

EAGAIN

—

EBADF

—

EINVAL

addr ou length non aligné page, advice invalide pour la région, ou non supporté par le noyau.

EIO

—

ENOMEM

Allocation interne échouée, ou la plage couvre des régions non mappées.

EPERM

MADV_HWPOISON ou conseil privilégié sans CAP_SYS_ADMIN.

Drapeaux

MADV_NORMAL

0

—

MADV_RANDOM

1

—

MADV_SEQUENTIAL

2

—

MADV_WILLNEED

3

—

MADV_DONTNEED

4

Indique que les pages ne sont pas requises bientôt. Anonyme : pages abandonnées, relues à zéro. File-backed : pages abandonnées, relues depuis le disque. Utilisé par les allocateurs (jemalloc, tcmalloc) pour rendre la mémoire sans démapper.

MADV_FREE

8

Comme DONTNEED mais paresseux : les pages peuvent ou non être récupérées ; si le processus les touche avant, le contenu est préservé. Moins coûteux que DONTNEED. Ajouté en 4.5.

MADV_REMOVE

9

—

MADV_DONTFORK

10

—

MADV_HUGEPAGE

14

Indique que cette région est candidate aux huge pages transparentes (2 MiB). Utile pour les grands tableaux des bases de données et JIT.

MADV_NOHUGEPAGE

15

—

MADV_DONTDUMP

16

Exclut la région des core dumps. Durcissement standard pour la mémoire contenant des secrets (keyrings, tampons de mots de passe).

MADV_DODUMP

17

—

MADV_WIPEONFORK

18

Après fork(), l'enfant voit des zéros à la place du contenu parent dans cette région. Utilisé par OpenSSL pour les tampons sensibles afin d'éviter la fuite par inspection mémoire post-fork.

MADV_COLD

20

—

MADV_PAGEOUT

21

Page out agressivement la région (Linux 5.4+). Utilisé par les gestionnaires de pression mémoire en espace utilisateur.