Aggiornamento date copyright più TODO 5.3
[gapil.git] / procadv.tex
1 \chapter{La gestione avanzata dei processi}
2 \label{cha:proc_advanced}
3
4 In questo capitolo affronteremo gli argomenti relativi alla gestione avanzata
5 dei processi. Inizieremo con le funzioni che attengono alla gestione avanzata
6 della sicurezza, passando poi a quelle relative all'analisi ed al controllo
7 dell'esecuzione, e alle funzioni per le modalità avanzate di creazione dei
8 processi e l'uso dei cosiddetti \textit{namespace}. Infine affronteremo le
9 \textit{sytem call} attinenti ad una serie di funzionalità specialistiche come
10 la gestione della virgola mobile, le porte di I/O ecc.
11
12 \section{La gestione avanzata della sicurezza}
13 \label{sec:process_security}
14
15 Tratteremo in questa sezione le funzionalità più avanzate relative alla
16 gestione della sicurezza ed il controllo degli accessi all'interno dei
17 processi, a partire dalle \textit{capabilities} e dalle funzionalità del
18 cosiddetto \textit{Secure Computing}. Esamineremo inoltre le altre
19 funzionalità relative alla sicurezza come la gestione delle chiavi
20 crittografiche e varie estensioni e funzionalità disponibili su questo
21 argomento.
22
23
24 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
25 \label{sec:proc_capabilities}
26
27 \itindbeg{capabilities} 
28
29 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
30 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
31 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, il che comporta che anche
32 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
33 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del sistema (come
34 montare un filesystem in sola lettura per impedirne modifiche, o marcare un
35 file come immutabile) una volta che questa sia stata effettuata e si siano
36 ottenuti i privilegi di amministratore, queste misure potranno essere comunque
37 rimosse (nei casi elencati nella precedente nota si potrà sempre rimontare il
38 sistema in lettura-scrittura, o togliere l'attributo di immutabilità).
39
40 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
41 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
42 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
43 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti.
44 Per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
45 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
46 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi. 
47
48 Per risolvere questo problema sono possibili varie soluzioni, ad esempio dai
49 kernel della serie 2.5 è stata introdotta la struttura dei
50 \itindex{Linux~Security~Modules~(LSM)} \textit{Linux Security Modules} che han
51 permesso di aggiungere varie forme di \itindex{Mandatory~Access~Control~(DAC)}
52 \textit{Mandatory Access Control} (MAC), in cui si potessero parcellizzare e
53 controllare nei minimi dettagli tutti i privilegi e le modalità in cui questi
54 possono essere usati dai programmi e trasferiti agli utenti, con la creazione
55 di varie estensioni (come \textit{SELinux}, \textit{Smack}, \textit{Tomoyo},
56 \textit{AppArmor}) che consentono di superare l'architettura tradizionale dei
57 permessi basati sul modello classico del controllo di accesso chiamato
58 \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)} \textit{Discrectionary Access
59   Control} (DAC).
60
61 Ma già in precedenza, a partire dai kernel della serie 2.2, era stato
62 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, per consentire di
63 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
64 un insieme di \textsl{capacità} distinte.  L'idea era che queste capacità
65 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
66 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
67 molto più fine nella distribuzione degli stessi, che evitasse la situazione
68 originaria di ``\textsl{tutto o nulla}''.
69
70 \itindbeg{file~capabilities}
71
72 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities} (l'implementazione si rifà
73 ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e, poi
74 abbandonato) prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai singoli
75 file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono essere
76 utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma il
77 supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è stato
78 introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva essere
79 il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue capacità,
80 cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la presenza
81 di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
82 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \textit{SELinux}.
83
84 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
85 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
86 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
87 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
88 capacità \const{CAP\_SETPCAP}, e cambiando le modalità di funzionamento del
89 cosiddetto \textit{capabilities bounding set}. Ulteriori modifiche sono state
90 apportate con il kernel 2.6.26 per consentire la rimozione non ripristinabile
91 dei privilegi di amministratore. Questo fa sì che il significato ed il
92 comportamento del kernel finisca per dipendere dalla versione dello stesso e
93 dal fatto che le nuove \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per
94 capire meglio la situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con
95 maggiori dettagli come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
96
97 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
98 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
99 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
100 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
101 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
102 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
103   i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
104   \texttt{task\_struct} di ciascun processo (vedi
105   fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
106   \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
107   \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
108   intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
109   attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
110   64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
111
112 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
113 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
114 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
115 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
116 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
117 \textit{file capabilities} è il seguente:
118 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
119 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
120   ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
121   \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
122   \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
123   non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
124     previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
125     supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
126     casistica.}
127 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
128   ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
129   delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
130   chiamata ad \func{exec}.
131 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
132   ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
133   kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
134   compiute dal processo.
135 \label{sec:capabilities_set}
136 \end{basedescript}
137
138 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
139 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
140   eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
141   \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
142   in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
143   \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
144 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
145 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
146 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
147 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
148 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
149 loro significato è diverso:
150 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
151 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
152   delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
153   capacità \textsl{permesse} del processo.
154 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
155   l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
156   ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
157   dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
158   \func{exec}).
159 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
160   unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
161   capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
162   inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
163   capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
164 \end{basedescript}
165
166 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
167
168 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
169 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
170 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
171 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
172 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
173 casistica assai complessa.
174
175 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
176 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
177 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
178 \sysctlfiled{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in sede di
179 compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la presenza di
180 tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In questa
181 situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
182 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
183 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
184 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
185 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
186   occorre la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
187
188 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
189 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
190 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
191 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
192 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
193 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
194 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
195 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
196   usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
197   \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
198   originale.}
199
200 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
201 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
202 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
203 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
204 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
205 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}). 
206
207 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
208 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
209 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
210 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
211 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
212 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
213 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
214 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
215 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
216
217 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
218 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
219 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
220 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
221 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
222 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
223 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
224
225 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
226 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
227   set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
228 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
229 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
230 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
231   \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
232 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
233   set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
234   scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
235   possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
236
237 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
238 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
239 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
240 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
241 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
242 sapessero tener conto,\footnote{il problema di sicurezza originante da questa
243   caratteristica venne alla ribalta con \texttt{sendmail}, in cui, riuscendo a
244   rimuovere \const{CAP\_SETGID} dall'\textit{inheritable set} di un processo,
245   si ottenne di far fallire \func{setuid} in maniera inaspettata per il
246   programma (che aspettandosi sempre il successo della funzione non ne
247   controllava lo stato di uscita) con la conseguenza di fargli fare come
248   amministratore operazioni che altrimenti sarebbero state eseguite, senza
249   poter apportare danni, da utente normale.}  ci soffermeremo solo sulla
250 implementazione completa presente a partire dal kernel 2.6.25, tralasciando
251 ulteriori dettagli riguardo la versione precedente.
252
253 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
254 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
255 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
256 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
257 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
258 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
259 formula espressa dal seguente pseudo-codice C:
260
261 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
262
263 % \begin{figure}[!htbp]
264 %   \footnotesize \centering
265 %   \begin{minipage}[c]{12cm}
266 %     \includecodesnip{listati/cap-results.c}
267 %   \end{minipage}
268 %   \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
269 %     una \func{exec}.}
270 %   \label{fig:cap_across_exec}
271 % \end{figure}
272
273 \noindent e si noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set}
274 non venga comunque modificato e resti lo stesso sia attraverso una \func{fork}
275 che attraverso una \func{exec}.
276
277
278 \itindend{capabilities~bounding~set}
279
280 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
281 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
282 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
283 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
284 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
285 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
286 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
287 privilegi originali dal processo.
288
289 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
290 eseguito da un processo con \ids{UID} reale 0, esso verrà trattato come
291 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
292 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
293 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
294 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
295 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
296 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
297
298 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
299 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \ids{UID}
300 nullo a \ids{UID} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
301 cedere o riottenere i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
302 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
303 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
304 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
305 avrà allora che:
306 \begin{enumerate*}
307 \item se si passa da \ids{UID} effettivo nullo a non nullo
308   l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
309   viceversa si passa da \ids{UID} effettivo non nullo a nullo il
310   \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
311 \item se si passa da \textit{file system} \ids{UID} nullo a non nullo verranno
312   cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
313   attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
314   \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
315   \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
316   \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
317   transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
318   quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
319   \textit{permitted set}.
320 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
321   gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
322   da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
323   non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
324     \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
325     da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
326     set} che l'\textit{effective set}.
327 \end{enumerate*}
328 \label{sec:capability-uid-transition}
329
330 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
331 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
332 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
333 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
334 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
335 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
336 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
337 cancellarle dal \textit{permitted set}.
338
339 \itindbeg{securebits}
340
341 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
342   capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
343 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
344 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
345 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
346 processi con \ids{UID} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
347 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
348 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
349
350 \begin{table}[htb]
351   \centering
352   \footnotesize
353   \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
354     \hline
355     \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
356     \hline
357     \hline
358     \constd{SECURE\_KEEP\_CAPS}&Il processo non subisce la cancellazione delle
359                                 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
360                                 \ids{UID} passano ad un valore non
361                                 nullo (regola di compatibilità per il cambio
362                                 di \ids{UID} n.~3 del precedente
363                                 elenco), sostituisce il precedente uso
364                                 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
365                                 \func{prctl}.\\
366     \constd{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
367                                 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
368                                 da nullo a non nullo degli \ids{UID}
369                                 dei gruppi \textit{effective} e
370                                 \textit{file system} (regole di compatibilità
371                                 per il cambio di \ids{UID} nn.~1 e 2 del
372                                 precedente elenco).\\
373     \constd{SECURE\_NOROOT}   & Il processo non assume nessuna capacità
374                                 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
375                                 se ha \ids{UID} nullo o il programma ha
376                                 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
377                                 all'amministratore (regola di compatibilità
378                                 per l'esecuzione di programmi senza
379                                 \textit{capabilities}).\\
380     \hline
381   \end{tabular}
382   \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
383     \textit{securebits}.}  
384   \label{tab:securebits_values}
385 \end{table}
386
387 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
388 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
389 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
390 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
391 flag ordinario; in sostanza con \constd{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
392 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
393 \constd{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
394 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \constd{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
395 \const{SECURE\_NOROOT}.
396
397 Per l'impostazione di questi flag sono state predisposte due specifiche
398 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
399 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
400 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
401 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
402 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
403 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
404 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
405 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
406
407 \itindend{securebits}
408
409 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
410 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
411 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
412 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
413 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
414 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
415 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
416 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
417 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
418
419 \itindend{file~capabilities}
420
421
422 % NOTE per dati relativi al process capability bounding set, vedi:
423 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
424
425 % NOTE riferimenti ai vari cambiamenti vedi:
426 % http://lwn.net/Articles/280279/  
427 % http://lwn.net/Articles/256519/
428 % http://lwn.net/Articles/211883/
429
430
431 Un elenco delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una breve
432 descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato in
433 tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa tabella,
434   ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man capabilities})
435   e dalle definizioni in \texttt{include/linux/capabilities.h}, è aggiornato
436   al kernel 3.2.} la tabella è divisa in due parti, la prima riporta le
437 \textit{capabilities} previste anche nella bozza dello standard POSIX1.e, la
438 seconda quelle specifiche di Linux.  Come si può notare dalla tabella alcune
439 \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono molto
440 specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto, che è
441 opportuno dettagliare maggiormente.
442
443 \begin{table}[!hbtp]
444   \centering
445   \footnotesize
446   \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
447     \hline
448     \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
449     \hline
450     \hline
451 %
452 % POSIX-draft defined capabilities.
453 %
454     \constd{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& Abilitare e disabilitare il
455                               controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\ 
456     \constd{CAP\_AUDIT\_WRITE}&Scrivere dati nel giornale di
457                               auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\ 
458     % TODO verificare questa roba dell'auditing
459     \constd{CAP\_BLOCK\_SUSPEND}&Utilizzare funzionalità che possono bloccare 
460                               la sospensione del sistema (dal kernel 3.5).\\ 
461     \constd{CAP\_CHOWN}     & Cambiare proprietario e gruppo
462                               proprietario di un file (vedi
463                               sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
464     \constd{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& Evitare il controllo dei
465                                permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
466                                file, (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\ 
467     \constd{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& Evitare il controllo dei
468                               permessi di lettura ed esecuzione per
469                               le directory (vedi
470                               sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
471     \const{CAP\_FOWNER}     & Evitare il controllo della proprietà di un file
472                               per tutte le operazioni privilegiate non coperte
473                               dalle precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
474                               \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
475     \constd{CAP\_FSETID}    & Evitare la cancellazione automatica dei bit
476                               \acr{suid} e \acr{sgid} quando un file
477                               per i quali sono impostati viene modificato da
478                               un processo senza questa capacità e la capacità
479                               di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
480                               quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
481                               appartiene (vedi
482                               sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\ 
483     \constd{CAP\_KILL}      & Mandare segnali a qualunque
484                               processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
485     \constd{CAP\_SETFCAP}   & Impostare le \textit{capabilities} di un file
486                               (dal kernel 2.6.24).\\ 
487     \constd{CAP\_SETGID}    & Manipolare i group ID dei
488                               processi, sia il principale che i supplementari,
489                               (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
490                               trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
491                               (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
492     \constd{CAP\_SETUID}    & Manipolare gli user ID del
493                               processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
494                               trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
495                               delle credenziali coi socket \textit{unix
496                                 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\ 
497 %
498 % Linux specific capabilities
499 %
500 \hline
501     \constd{CAP\_IPC\_LOCK} & Effettuare il \textit{memory locking} con le
502                               funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
503                               \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
504                               sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e 
505                               sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\ 
506 % TODO verificare l'interazione con SHM_HUGETLB
507     \constd{CAP\_IPC\_OWNER}& Evitare il controllo dei permessi
508                               per le operazioni sugli oggetti di
509                               intercomunicazione fra processi (vedi
510                               sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\  
511     \constd{CAP\_LEASE}     & Creare dei \textit{file lease} (vedi
512                               sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
513                               pur non essendo proprietari del file (dal kernel
514                               2.4).\\ 
515     \constd{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& Impostare sui file gli attributi 
516                              \textit{immutable} e \textit{append-only} (vedi
517                              sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) se
518                              supportati.\\
519     \constd{CAP\_MAC\_ADMIN}& Amministrare il \textit{Mandatory
520                                Access Control} di \textit{Smack} (dal kernel
521                               2.6.25).\\
522     \constd{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& Evitare il \textit{Mandatory
523                                Access Control} di \textit{Smack} (dal kernel
524                               2.6.25).\\   
525     \constd{CAP\_MKNOD}     & Creare file di dispositivo con \func{mknod} (vedi
526                               sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\ 
527     \const{CAP\_NET\_ADMIN} & Eseguire alcune operazioni
528                               privilegiate sulla rete.\\
529     \constd{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& Porsi in ascolto su porte riservate (vedi 
530                               sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\ 
531     \constd{CAP\_NET\_BROADCAST}& Consentire l'uso di socket in
532                               \textit{broadcast} e \textit{multicast}.\\ 
533     \constd{CAP\_NET\_RAW}  & Usare socket \texttt{RAW} e \texttt{PACKET}
534                               (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\ 
535     \const{CAP\_SETPCAP}    & Effettuare modifiche privilegiate alle
536                               \textit{capabilities}.\\   
537     \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & Eseguire una serie di compiti amministrativi.\\
538     \constd{CAP\_SYS\_BOOT} & Eseguire un riavvio del sistema (vedi
539                               sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\ 
540     \constd{CAP\_SYS\_CHROOT}& Eseguire la funzione \func{chroot} (vedi 
541                               sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
542     \constd{CAP\_SYS\_MODULE}& Caricare e rimuovere moduli del kernel.\\ 
543     \const{CAP\_SYS\_NICE}  & Modificare le varie priorità dei processi (vedi 
544                               sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
545     \constd{CAP\_SYS\_PACCT}& Usare le funzioni di \textit{accounting} dei 
546                               processi (vedi
547                               sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\  
548     \constd{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
549                               \func{ptrace} (vedi 
550                               sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
551     \constd{CAP\_SYS\_RAWIO}& Operare sulle porte di I/O con \func{ioperm} e
552                                \func{iopl} (vedi
553                               sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
554     \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& Superare le varie limitazioni sulle risorse.\\ 
555     \constd{CAP\_SYS\_TIME} & Modificare il tempo di sistema (vedi 
556                               sez.~\ref{sec:sys_time}).\\ 
557     \constd{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}&Simulare un \textit{hangup} della console,
558                               con la funzione \func{vhangup}.\\
559     \constd{CAP\_SYSLOG}    & Gestire il buffer dei messaggi
560                               del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
561                               introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
562                               separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
563     \constd{CAP\_WAKE\_ALARM}&Usare i timer di tipo
564                               \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
565                               \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
566                               sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\  
567     \hline
568   \end{tabular}
569   \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
570     kernel.}
571 \label{tab:proc_capabilities}
572 \end{table}
573
574 \constbeg{CAP\_SETPCAP}
575
576 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
577 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
578 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
579   capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
580 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
581 \textit{capabilities} presenti nel suo \textit{permitted set} su un qualunque
582 altro processo. In realtà questo non è mai stato l'uso inteso nelle bozze
583 dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già accennato, dato che questa
584 capacità è sempre stata assente (a meno di specifiche ricompilazioni del
585 kernel) nel \textit{capabilities bounding set} usato di default, essa non è
586 neanche mai stata realmente disponibile.
587
588 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
589 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
590 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
591 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
592 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
593 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
594   set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
595 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
596 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
597 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
598
599 \constend{CAP\_SETPCAP}
600 \constbeg{CAP\_FOWNER}
601
602 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
603 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
604 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
605 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\ids{UID} effettivo del
606   processo (o meglio l'\ids{UID} di filesystem, vedi
607   sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.}  queste
608 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
609 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
610 impostazioni degli attributi dei file e delle ACL (vedi
611 sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
612 \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
613 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
614 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
615 sez.~\ref{sec:file_open_close} e sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}) senza
616 restrizioni.
617
618 \constend{CAP\_FOWNER}
619 \constbeg{CAP\_NET\_ADMIN}
620
621 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
622 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
623 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
624 il \textit{multicasting} (vedi sez.\ref{sec:sock_ipv4_options}), eseguire la
625 configurazione delle interfacce di rete (vedi
626 sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la tabella di instradamento.
627
628 \constend{CAP\_NET\_ADMIN}
629 \constbeg{CAP\_SYS\_ADMIN}
630
631 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
632 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
633 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
634 disattivare la \textit{swap}, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
635 sez.~\ref{sec:filesystem_mounting}), effettuare operazioni di controllo su
636 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
637 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
638 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \ids{UID} arbitrario nella
639 trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
640 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
641 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
642 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
643 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
644 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfiled{fs/file-max}.}
645 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
646 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
647 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
648 sez.~\ref{sec:process_clone}).
649
650 \constend{CAP\_SYS\_ADMIN}
651 \constbeg{CAP\_SYS\_NICE}
652
653 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
654 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
655 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
656 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
657 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
658 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
659 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
660 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
661 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
662 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
663
664 \constend{CAP\_SYS\_NICE}
665 \constbeg{CAP\_SYS\_RESOURCE}
666
667 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
668 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
669 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
670 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
671 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
672 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
673 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
674 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
675
676 \constend{CAP\_SYS\_RESOURCE}
677
678 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
679 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
680 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni di sistema sono
681 \funcd{capget} e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione
682 basso livello; i loro rispettivi prototipi sono:
683
684 \begin{funcproto}{
685 \fhead{sys/capability.h}
686 \fdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
687 \fdesc{Legge le \textit{capabilities}.} 
688 \fdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t datap)} 
689 \fdesc{Imposta le \textit{capabilities}.} 
690 }
691
692 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
693   caso \var{errno} assumerà uno dei valori: 
694   \begin{errlist}
695   \item[\errcode{EFAULT}] si è indicato un puntatore sbagliato o nullo
696     per \param{hdrp} o \param{datap} (quest'ultimo può essere nullo solo se si
697     usa \func{capget} per ottenere la versione delle \textit{capabilities}
698     usata dal kernel).
699   \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un valore non valido per uno dei
700     campi di \param{hdrp}, in particolare una versione non valida della
701     versione delle \textit{capabilities}.
702   \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità nell'insieme
703     delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una capacità non
704     presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme delle effettive o
705     ereditate, o si è cercato di impostare una \textit{capability} di un altro
706     processo senza avare \const{CAP\_SETPCAP}.
707   \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
708   \end{errlist}
709 }
710 \end{funcproto}
711
712 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
713 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
714 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}.  Per un certo periodo di tempo era anche
715 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
716 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
717 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
718 \headfiled{sys/capability.h}) requisito che non risulta più
719 presente.\footnote{e non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero
720   necessario.}
721
722 \begin{figure}[!htb]
723   \footnotesize
724   \centering
725   \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
726     \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
727   \end{minipage}
728   \normalsize 
729   \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
730     \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
731     l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
732   \label{fig:cap_kernel_struct}
733 \end{figure}
734
735 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
736 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
737 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
738 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
739 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
740   garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
741 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
742 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
743 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
744
745 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
746 tramite il campo \var{pid}, il \ids{PID} del processo del quale si vogliono
747 leggere o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si
748 usano le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o il \ids{PID} del
749 processo chiamante, che sono equivalenti. Non tratteremo, essendo comunque di
750 uso irrilevante, il caso in cui, in mancanza di tale supporto, la funzione può
751 essere usata per modificare le \textit{capabilities} di altri processi, per il
752 quale si rimanda, se interessati, alla lettura della pagina di manuale.
753
754 Il campo \var{version} deve essere impostato al valore della versione delle
755 stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle costanti
756 \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct})
757 altrimenti le funzioni ritorneranno con un errore di \errcode{EINVAL},
758 restituendo nel campo stesso il valore corretto della versione in uso. La
759 versione due è comunque deprecata e non deve essere usata, ed il kernel
760 stamperà un avviso se lo si fa.
761
762 I valori delle \textit{capabilities} devono essere passati come maschere
763 binarie;\footnote{e si tenga presente che i valori di
764   tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati direttamente,
765   indicando il numero progressivo del bit associato alla relativa capacità.}
766 con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit inoltre il
767 puntatore \param{datap} non può essere più considerato come relativo ad una
768 singola struttura, ma ad un vettore di due strutture.\footnote{è questo cambio
769   di significato che ha portato a deprecare la versione 2, che con
770   \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow per vecchie applicazioni
771   che continuavano a considerare \param{datap} come puntatore ad una singola
772   struttura.}
773
774 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
775 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
776 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
777 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
778 dello standard POSIX.1e, non fanno parte della \acr{glibc} e sono fornite in
779 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
780   Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
781 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente al compilatore l'uso
782 della suddetta libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap}.
783
784 \itindbeg{capability~state}
785
786 Le funzioni dell'interfaccia alle \textit{capabilities} definite nelle bozze
787 dello standard POSIX.1e prevedono l'uso di un tipo di dato opaco,
788 \typed{cap\_t}, come puntatore ai dati mantenuti nel cosiddetto
789 \textit{capability state},\footnote{si tratta in sostanza di un puntatore ad
790   una struttura interna utilizzata dalle librerie, i cui campi non devono mai
791   essere acceduti direttamente.} in sono memorizzati tutti i dati delle
792 \textit{capabilities}.
793
794 In questo modo è possibile mascherare i dettagli della gestione di basso
795 livello, che potranno essere modificati senza dover cambiare le funzioni
796 dell'interfaccia, che fanno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo.
797 L'interfaccia pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e
798 leggere le \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati
799 attraverso i \textit{capability state}, che presentano notevoli affinità,
800 essendo parte di bozze dello stesso standard, con quelle già viste per le ACL.
801
802 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
803 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
804 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
805
806 \begin{funcproto}{
807 \fhead{sys/capability.h}
808 \fdecl{cap\_t cap\_init(void)}
809 \fdesc{Crea ed inizializza un \textit{capability state}.} 
810 }
811
812 {La funzione ritorna un \textit{capability state} in caso di successo e
813   \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere solo il
814   valore \errval{ENOMEM}.  }
815 \end{funcproto}
816
817 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
818 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
819 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
820 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}.  
821
822 La memoria necessaria a mantenere i dati viene automaticamente allocata da
823 \func{cap\_init}, ma dovrà essere disallocata esplicitamente quando non è più
824 necessaria utilizzando, per questo l'interfaccia fornisce una apposita
825 funzione, \funcd{cap\_free}, il cui prototipo è:
826
827 \begin{funcproto}{
828 \fhead{sys/capability.h}
829 \fdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
830 \fdesc{Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}..} 
831 }
832
833 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
834   caso \var{errno} potrà assumere solo il valore \errval{EINVAL}.
835 }
836 \end{funcproto}
837
838
839 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
840 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
841 sarà un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale dello
842 stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
843   \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento sarà un dato di tipo
844 \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è dichiarato
845 come \texttt{void *}, per evitare la necessità di eseguire un \textit{cast},
846 ma dovrà comunque corrispondere ad un puntatore ottenuto tramite le altre
847 funzioni della libreria, altrimenti la funzione fallirà con un errore di
848 \errval{EINVAL}.
849
850 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
851 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
852
853 \begin{funcproto}{
854 \fhead{sys/capability.h}
855 \fdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
856 \fdesc{Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.} 
857 }
858
859 {La funzione ritorna un \textit{capability state} in caso di successo e
860   \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori
861   \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL} nel loro significato generico.}
862 \end{funcproto}
863
864
865 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
866 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
867 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
868 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
869 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
870 potranno essere modificati in maniera completamente indipendente, ed alla fine
871 delle operazioni si dovrà disallocare anche la copia, oltre all'originale.
872
873 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
874 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
875   state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
876
877 \begin{funcproto}{
878 \fhead{sys/capability.h}
879 \fdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
880 \fdesc{Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
881   \textit{capabilities}.}
882 }
883
884 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
885   caso \var{errno} potrà assumere solo il valore \errval{EINVAL}.
886 }
887 \end{funcproto}
888
889 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
890 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
891 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
892 creazione con \func{cap\_init}.
893
894 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
895 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
896 insieme fra quelli elencati a pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo
897 prototipo è:
898
899 \begin{funcproto}{
900 \fhead{sys/capability.h}
901 \fdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)} 
902 \fdesc{Cancella delle \textit{capabilities} da un \textit{capability state}.} 
903 }
904
905 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
906   caso \var{errno}  potrà assumere solo il valore \errval{EINVAL}.
907 }
908 \end{funcproto}
909
910 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
911 da \param{cap\_p} con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato
912 con una variabile di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere
913 esclusivamente\footnote{si tratta in effetti di un tipo enumerato, come si può
914   verificare dalla sua definizione che si trova in
915   \headfile{sys/capability.h}.} uno dei valori illustrati in
916 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
917
918 \begin{table}[htb]
919   \centering
920   \footnotesize
921   \begin{tabular}[c]{|l|l|}
922     \hline
923     \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
924     \hline
925     \hline
926     \constd{CAP\_EFFECTIVE}  & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
927     \constd{CAP\_PERMITTED}  & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\ 
928     \constd{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
929     \hline
930   \end{tabular}
931   \caption{Valori possibili per il tipo di dato \typed{cap\_flag\_t} che
932     identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
933   \label{tab:cap_set_identifier}
934 \end{table}
935
936 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
937 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
938 prototipo è:
939
940 \begin{funcproto}{
941 \fhead{sys/capability.h}
942 \fdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
943 \fdesc{Confronta due \textit{capability state}.} 
944 }
945
946 {La funzione ritorna $0$ se i \textit{capability state} sono identici
947     ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
948 \end{funcproto}
949
950
951 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
952 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
953 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
954 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
955 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti.  Per
956 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
957
958 {\centering
959 \vspace{3pt}
960 \begin{funcbox}{
961 \fhead{sys/capability.h}
962 \fdecl{int \macrod{CAP\_DIFFERS}(value, flag)}
963 \fdesc{Controlla lo stato di eventuali differenze delle \textit{capabilities}
964   nell'insieme \texttt{flag}.}
965 }
966 \end{funcbox}
967 }
968
969 La macro richiede che si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
970 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
971 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
972 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
973 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
974
975 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
976 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
977 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
978 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
979 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
980
981 \begin{funcproto}{
982 \fhead{sys/capability.h}
983 \fdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t 
984 flag,\\
985 \phantom{int cap\_get\_flag(}cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
986 \fdesc{Legge il valore di una \textit{capability}.}
987 \fdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
988   cap\_value\_t *caps, \\
989 \phantom{int cap\_set\_flag(}cap\_flag\_value\_t value)} 
990 \fdesc{Imposta il valore di una \textit{capability}.} 
991 }
992
993 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
994   caso \var{errno} potrà assumere solo il valore \errval{EINVAL}.  
995 }
996 \end{funcproto}
997
998 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
999 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
1000 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
1001 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.  La capacità che si intende controllare o
1002 impostare invece deve essere specificata attraverso una variabile di tipo
1003 \typed{cap\_value\_t}, che può prendere come valore uno qualunque di quelli
1004 riportati in tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è
1005 possibile combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di
1006 tipo \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
1007   \headfile{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
1008   \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
1009   tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
1010
1011 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
1012 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
1013 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
1014 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
1015
1016 \begin{table}[htb]
1017   \centering
1018   \footnotesize
1019   \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1020     \hline
1021     \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1022     \hline
1023     \hline
1024     \constd{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\ 
1025     \constd{CAP\_SET}  & La capacità è impostata.\\
1026     \hline
1027   \end{tabular}
1028   \caption{Valori possibili per il tipo di dato \typed{cap\_flag\_value\_t} che
1029     indica lo stato di una capacità.}
1030   \label{tab:cap_value_type}
1031 \end{table}
1032
1033 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
1034 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
1035 \param{flag} e lo restituisce come \textit{value result argument} nella
1036 variabile puntata dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
1037 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
1038 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
1039 lo stato di una capacità alla volta.
1040
1041 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
1042 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
1043 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
1044 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
1045 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
1046 (cancellazione o attivazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
1047 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
1048 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
1049
1050 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
1051 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
1052 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
1053 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
1054   POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
1055 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
1056
1057 \begin{funcproto}{
1058 \fhead{sys/capability.h}
1059 \fdecl{char *cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t *length\_p)}
1060 \fdesc{Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.} 
1061 }
1062
1063 {La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione delle
1064   \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel
1065   qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}
1066   nel loro significato generico.}
1067 \end{funcproto}
1068
1069 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
1070 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
1071 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
1072 restituisce come \textit{value result argument} nella variabile intera da
1073 questo puntata la lunghezza della stringa. La stringa restituita viene
1074 allocata automaticamente dalla funzione e pertanto dovrà essere liberata con
1075 \func{cap\_free}.
1076
1077 La rappresentazione testuale, che viene usata anche dai programmi di gestione a
1078 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
1079 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
1080 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
1081 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
1082 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
1083
1084 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
1085 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
1086 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
1087 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
1088 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
1089 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
1090 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
1091 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
1092 essere sempre minuscole, e se ne può indicare più di uno.
1093
1094 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
1095 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
1096 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
1097 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
1098 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
1099 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
1100 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
1101 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
1102
1103 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
1104 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
1105 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
1106 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
1107 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
1108 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
1109 doverlo scrivere esplicitamente.
1110
1111 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
1112 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
1113 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
1114 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
1115 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
1116 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
1117 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
1118 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
1119 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
1120 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
1121 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
1122 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
1123 detto processo.
1124
1125 Viceversa per ottenere un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione
1126 testuale si può usare la funzione \funcd{cap\_from\_text}, il cui prototipo è:
1127
1128 \begin{funcproto}{
1129 \fhead{sys/capability.h}
1130 \fdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
1131 \fdesc{Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.} 
1132 }
1133
1134 {La funzione ritorna un \textit{capability state} in caso di successo e
1135   \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori
1136   \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM} nel loro significato generico.}
1137 \end{funcproto}
1138
1139
1140 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
1141 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
1142 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
1143   state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
1144 con \func{cap\_free}.
1145
1146 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
1147 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
1148 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
1149 \funcd{cap\_to\_name} e \funcd{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
1150 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
1151
1152 \begin{funcproto}{
1153 \fhead{sys/capability.h}
1154 \fdecl{char *cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
1155 \fdesc{Converte il valore numerico di una \textit{capabilities} alla sua
1156   rappresentazione testuale.} 
1157 \fdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
1158
1159 \fdesc{Converte la rappresentazione testuale di una \textit{capabilities} al
1160   suo valore numerico.} 
1161 }
1162
1163 {La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un puntatore ad una stringa in caso
1164   di successo e \val{NULL} per un errore, mentre \func{cap\_to\_name} ritorna
1165   $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, per entrambe in caso di errore
1166   \var{errno} assumerà i valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM} nel loro
1167   significato generico.  
1168 }
1169 \end{funcproto}
1170
1171 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
1172 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
1173 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
1174 da \param{cap\_p}, come \textit{value result argument}, il valore della
1175 capacità rappresentata dalla stringa \param{name}.
1176
1177 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
1178 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
1179 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
1180 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
1181 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
1182 processo corrente, il suo prototipo è:
1183
1184 \begin{funcproto}{
1185 \fhead{sys/capability.h}
1186 \fdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
1187 \fdesc{Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.} 
1188 }
1189
1190 {La funzione ritorna un \textit{capability state} in caso di successo e
1191   \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori
1192   \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM} nel loro significato
1193   generico.}
1194 \end{funcproto}
1195
1196 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
1197 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
1198 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
1199 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
1200 non sarà più utilizzato.
1201
1202 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
1203 specifico occorre usare la funzione \funcd{cap\_get\_pid}, il cui
1204 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
1205   prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
1206   ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
1207   dichiarazione della stessa in \headfile{sys/capability.h}.} è:
1208
1209 \begin{funcproto}{
1210 \fhead{sys/capability.h}
1211 \fdecl{cap\_t cap\_get\_pid(pid\_t pid)}
1212 \fdesc{Legge le \textit{capabilities} di un processo.} 
1213 }
1214
1215 {La funzione ritorna un \textit{capability state} in caso di successo e
1216   \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori
1217   \errval{ESRCH} o \errval{ENOMEM} nel loro significato generico.  }
1218 \end{funcproto}
1219
1220 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
1221 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato tramite il puntatore
1222 ad un \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad
1223 allocare autonomamente e che al solito deve essere disallocato con
1224 \func{cap\_free}. Qualora il processo indicato non esista si avrà un errore di
1225 \errval{ESRCH}. Gli stessi valori possono essere letti direttamente nel
1226 filesystem \textit{proc}, nei file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per
1227 \texttt{init} si otterrà qualcosa del tipo:
1228 \begin{Console}
1229 piccardi@hain:~/gapil$ \textbf{cat /proc/1/status}
1230 ...
1231 CapInh: 0000000000000000
1232 CapPrm: 00000000fffffeff
1233 CapEff: 00000000fffffeff  
1234 ...
1235 \end{Console}
1236 %$
1237
1238 \itindend{capability~state}
1239
1240 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (nella
1241 bozza dello standard POSIX.1e non esiste una funzione che permetta di cambiare
1242 le \textit{capabilities} di un altro processo) si deve usare la funzione
1243 \funcd{cap\_set\_proc}, il cui prototipo è:
1244
1245 \begin{funcproto}{
1246 \fhead{sys/capability.h}
1247 \fdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
1248 \fdesc{Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.} 
1249 }
1250
1251 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1252   caso \var{errno} assumerà i valori:
1253   \begin{errlist}
1254   \item[\errcode{EPERM}] si è cercato di attivare una capacità non permessa.
1255   \end{errlist} ed inoltre \errval{EINVAL} nel suo significato generico.}
1256 \end{funcproto}
1257
1258 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
1259 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
1260 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
1261 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). 
1262
1263 In caso di successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della
1264 funzione, in caso di fallimento invece lo stato delle capacità resterà
1265 invariato. Si tenga presente che \textsl{tutte} le capacità specificate
1266 tramite \param{cap\_p} devono essere permesse; se anche una sola non lo è la
1267 funzione fallirà, e per quanto appena detto, lo stato delle
1268 \textit{capabilities} non verrà modificato (neanche per le parti eventualmente
1269 permesse).
1270
1271 Oltre a queste funzioni su Linux sono presenti due ulteriori funzioni,
1272 \funcm{capgetp} e \funcm{capsetp}, che svolgono un compito analogo. Queste
1273 funzioni risalgono alla implementazione iniziale delle \textit{capabilities}
1274 ed in particolare \funcm{capsetp} consentirebbe anche, come possibile in quel
1275 caso, di cambiare le capacità di un altro processo. Le due funzioni oggi sono
1276 deprecate e pertanto eviteremo di trattarle, per chi fosse interessato si
1277 rimanda alla lettura della loro pagina di manuale.
1278
1279 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
1280 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
1281 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
1282   quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
1283   sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
1284   dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
1285 processo qualunque il cui \ids{PID} viene passato come parametro dell'opzione.
1286
1287 \begin{figure}[!htbp]
1288   \footnotesize \centering
1289   \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
1290     \includecodesample{listati/getcap.c}
1291   \end{minipage} 
1292   \normalsize
1293   \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
1294   \label{fig:proc_getcap}
1295 \end{figure}
1296
1297 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
1298 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
1299 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
1300 che si è tralasciata) al valore del \ids{PID} del processo di cui si vuole
1301 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
1302 (\texttt{\small 1-6}) si utilizza (\texttt{\small 2}) \func{cap\_get\_proc}
1303 per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel secondo (\texttt{\small
1304   7-13}) si usa invece \func{cap\_get\_pid} (\texttt{\small 8}) per leggere
1305 il valore delle capacità del processo indicato.
1306
1307 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 15}) \func{cap\_to\_text} per
1308 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 16}) stamparlo; infine
1309 (\texttt{\small 18-19}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
1310 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
1311 funzione.
1312
1313 \itindend{capabilities}
1314
1315 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e 
1316 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
1317
1318
1319
1320
1321 \subsection{La gestione del \textit{Secure Computing}.}
1322 \label{sec:procadv_seccomp}
1323
1324 \itindbeg{secure~computing~mode}
1325
1326 Il \textit{secure computing mode} è un meccanismo ideato per fornire un
1327 supporto per l'esecuzione di codice esterno non fidato e non verificabile a
1328 scopo di calcolo. L'idea era quella di disporre di una modalità di esecuzione
1329 dei programmi che permettesse di vendere la capacità di calcolo della propria
1330 macchina ad un qualche servizio di calcolo distribuito, senza comprometterne
1331 la sicurezza eseguendo codice non sotto il proprio controllo.
1332
1333 La prima versione del meccanismo è stata introdotta con il kernel
1334 2.6.23,\footnote{e disponibile solo avendo abilitato il supporto nel kernel
1335   con l'opzione di configurazione \texttt{CONFIG\_SECCOMP}.} è molto semplice,
1336 il \textit{secure computing mode} viene attivato con \func{prctl} usando
1337 l'opzione \const{PR\_SET\_SECCOMP}, ed indicando \const{SECCOMP\_MODE\_STRICT}
1338 come valore per \param{arg2} (all'epoca unico valore possibile).  Una volta
1339 abilitato in questa modalità (in seguito denominata \textit{strict mode}) il
1340 processo o il \textit{thread} chiamante potrà utilizzare soltanto un insieme
1341 estremamente limitato di \textit{system call}: \func{read}, \func{write},
1342 \func{\_exit} e \funcm{sigreturn}; l'esecuzione di qualsiasi altra
1343 \textit{system call} comporta l'emissione di un \signal{SIGKILL} e conseguente
1344 terminazione immediata del processo.
1345
1346 Si tenga presente che in questo caso, con versioni recenti della \acr{glibc}
1347 (il comportamento è stato introdotto con la 2.3), diventa impossibile usare
1348 anche \func{\_exit} in \textit{strict mode}, in quanto questa funzione viene
1349 intercettata ed al suo posto viene chiamata \func{exit\_group} (vedi
1350 sez.~\ref{sec:pthread_management}) che non è consentita e comporta un
1351 \signal{SIGKILL}.
1352
1353 Si tenga presente che, non essendo \func{execve} fra le funzioni permesse, per
1354 poter eseguire un programma terzo essendo in \textit{strict mode} questo dovrà
1355 essere fornito in una forma di codice interpretabile fornito attraverso un
1356 socket o una \textit{pipe}, creati prima di lanciare il processo che eseguirà
1357 il codice non fidato. 
1358
1359
1360 % TODO a partire dal kernel 3.5 è stato introdotto la possibilità di usare un
1361 % terzo argomento se il secondo è SECCOMP_MODE_FILTER, vedi
1362 % Documentation/prctl/seccomp_filter.txt 
1363 % vedi anche http://lwn.net/Articles/600250/
1364
1365 % TODO documentare PR_SET_SECCOMP introdotto a partire dal kernel 3.5. Vedi:
1366 % * Documentation/prctl/seccomp_filter.txt
1367 % * http://lwn.net/Articles/475043/
1368
1369 % TODO a partire dal kernel 3.17 è stata introdotta la nuova syscall seccomp,
1370 % vedi http://lwn.net/Articles/600250/ e http://lwn.net/Articles/603321/
1371
1372
1373 \itindend{secure~computing~mode}
1374
1375 \subsection{Altre funzionalità di sicurezza.}
1376 \label{sec:procadv_security_misc}
1377
1378 Oltre alle funzionalità specifiche esaminate nelle sezioni precedenti, il
1379 kernel supporta una varietà di ulteriori impostazioni di sicurezza,
1380 accessibili nelle maniere più varie, che abbiamo raccolto in questa sezione.
1381
1382 Una serie di modalità di sicurezza sono attivabili a richiesta attraverso
1383 alcune opzioni di controllo attivabili via \func{sysctl} o il filesystem
1384 \texttt{/proc}, un elenco delle stesse e dei loro effetti è il seguente:
1385
1386 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
1387 \item[\sysctlrelfiled{fs}{protected\_hardlinks}] Un valore nullo, il default,
1388   mantiene il comportamento standard che non pone restrizioni alla creazione
1389   di \textit{hard link}. Se il valore viene posto ad 1 vengono invece attivate
1390   una serie di restrizioni protettive, denominate
1391   \itindex{protected~hardlinks} \textit{protected hardlinks}, che se non
1392   soddisfatte causano il fallimento di \func{link} con un errore di
1393   \errval{EPERM}. Perché questo non avvenga almeno una delle seguenti
1394   condizioni deve essere soddisfatta:
1395   \begin{itemize*}
1396   \item il chiamante deve avere privilegi amministrativi (la
1397     \textit{capability} \const{CAP\_FOWNER}). In caso di utilizzo
1398     dell'\textit{user namespace} oltre a possedere \const{CAP\_FOWNER} è
1399     necessario che l'\ids{UID} del proprietario del file sia mappato nel
1400     \textit{namespace}.
1401   \item il \textit{filesystem} \ids{UID} del chiamante (normalmente
1402     equivalente all'\ids{UID} effettivo) deve corrispondere a quello del
1403     proprietario del file a cui si vuole effettuare il collegamento.
1404   \item devono essere soddisfatte tutte le seguenti condizioni:
1405     \begin{itemize*}
1406     \item il file è un file ordinario
1407     \item il file non ha il \acr{suid} bit attivo
1408     \item il file non ha lo \acr{sgid} bit attivo ed il permesso di esecuzione
1409       per il gruppo
1410     \item il chiamante ha i permessi di lettura e scrittura sul file
1411     \end{itemize*}
1412   \end{itemize*}
1413
1414   In sostanza in questo caso un utente potrà creare un collegamento diretto ad
1415   un altro file solo se ne è il proprietario o se questo è un file ordinario
1416   senza permessi speciali ed a cui ha accesso in lettura e scrittura.
1417
1418   Questa funzionalità fornisce una protezione generica che non inficia l'uso
1419   ordinario di \func{link}, ma rende impraticabili una serie di possibili
1420   abusi della stessa; oltre ad impedire l'uso di un \textit{hard link} come
1421   variante in un attacco di \textit{symlink race} (eludendo i
1422   \textit{protected symlinks} di cui al punto successivo), evita anche che si
1423   possa lasciare un riferimento ad un eventuale programma \acr{suid}
1424   vulnerabile, creando un collegamento diretto allo stesso.
1425
1426
1427 \item[\sysctlrelfiled{fs}{protected\_symlinks}] Un valore nullo, il default,
1428   mantiene il comportamento standard che non pone restrizioni nel seguire i
1429   link simbolici. Se il valore viene posto ad 1 vengono attivate delle
1430   restrizioni protettive, denominate \itindex{protected~symlinks}
1431   \textit{protected symlinks}. Quando vengono attivate una qualunque funzione
1432   che esegua la risoluzione di un \textit{pathname} contenente un link
1433   simbolico non conforme alle restrizioni fallirà con un errore di
1434   \errval{EACCESS}. Per evitare l'errore deve essere soddisfatta una delle
1435   seguenti condizioni:
1436   \begin{itemize*}
1437   \item il link non è in una directory con permessi analoghi a \file{/tmp}
1438     (scrivibile a tutti e con lo \textit{sticky bit} attivo);
1439   \item il link è in una directory con permessi analoghi a \file{/tmp} ma è
1440     soddisfatta una delle condizioni seguenti: 
1441     \begin{itemize*}
1442     \item il link simbolico appartiene al chiamante: il controllo viene fatto
1443       usando il \textit{filesystem} \ids{UID} (che normalmente corrisponde
1444       all'\ids{UID} effettivo).
1445     \item il link simbolico ha lo stesso proprietario della directory.
1446     \end{itemize*}
1447   \end{itemize*}
1448
1449   Questa funzionalità consente di rendere impraticabili alcuni attacchi in cui
1450   si approfitta di una differenza di tempo fra il controllo e l'uso di un
1451   file, ed in particolare quella classe di attacchi viene usualmente chiamati
1452   \textit{symlink attack},\footnote{si tratta di un sottoinsieme di quella
1453     classe di attacchi chiamata genericamente \textit{TOCTTOU}, acronimo
1454     appunto di \textit{Time of check to time of use}.} di cui abbiamo parlato
1455   in sez.~\ref{sec:file_temp_file}.
1456
1457   Un possibile esempio di questo tipo di attacco è quello contro un programma
1458   che viene eseguito per conto di un utente privilegiato (ad esempio un
1459   programma con il \acr{suid} o lo \acr{sgid} bit attivi) che prima controlla
1460   l'esistenza di un file e se non esiste lo crea. Se questa procedura, che è
1461   tipica della creazione di file temporanei sotto \file{/tmp}, non viene
1462   eseguita in maniera corretta,\footnote{ad esempio con le modalità che
1463     abbiamo trattato in sez.~\ref{sec:file_temp_file}, che per quanto note da
1464     tempo continuano ad essere ignorate.} un attaccante ha una finestra di
1465   tempo in cui può creare prima del programma un \textit{link simbolico} ad un
1466   file di sua scelta, compresi file di dispositivo o file a cui non avrebbe
1467   accesso, facendolo poi utilizzare al programma.
1468
1469   Attivando la funzionalità si rende impossibile seguire un link simbolico in
1470   una directory temporanea come \texttt{/tmp}, a meno che questo non sia di
1471   proprietà del chiamante, o che questo non appartenga al proprietario della
1472   directory. Questo impedisce che i link simbolici creati da un attaccante
1473   possano essere seguiti da un programma privilegiato (perché apparterranno
1474   all'attaccante) mentre quelli creati dall'amministratore (che i genere è il
1475   proprietario di \texttt{/tmp}) saranno seguiti comunque.
1476
1477 \end{basedescript}
1478
1479
1480 % TODO: trattare pure protected_regular e protected_fifos introdotti con il
1481 % 4.19 (vedi https://lwn.net/Articles/763106/)
1482
1483
1484
1485 % TODO: trattare keyctl (man 2 keyctl)
1486
1487
1488
1489 % TODO trattare le funzioni di protezione della memoria pkey_alloc, pkey_free,
1490 % pkey_mprotect, introdotte con il kernel 4.8, vedi
1491 % http://lwn.net/Articles/689395/ e Documentation/x86/protection-keys.txt 
1492
1493 \section{Funzioni di gestione e controllo}
1494 \label{sec:proc_manage_control}
1495
1496 In questa sezione prenderemo in esame alcune specifiche \textit{system call}
1497 dedicate al controllo dei processi sia per quanto riguarda l'impostazione di
1498 caratteristiche specialistiche, che per quanto riguarda l'analisi ed il
1499 controllo della loro esecuzione.
1500
1501 \subsection{La funzione \func{prctl}}
1502 \label{sec:process_prctl}
1503
1504 Benché la gestione ordinaria dei processi possa essere effettuata attraverso
1505 le funzioni che abbiamo già esaminato nei capitoli \ref{cha:process_interface}
1506 e \ref{cha:process_handling}, esistono una serie di proprietà e
1507 caratteristiche specifiche dei processi per la cui gestione è stata
1508 predisposta una apposita \textit{system call} che fornisce una interfaccia
1509 generica per tutte le operazioni specialistiche. La funzione di sistema è
1510 \funcd{prctl} ed il suo prototipo è:\footnote{la funzione non è standardizzata
1511   ed è specifica di Linux, anche se ne esiste una analoga in IRIX; è stata
1512   introdotta con il kernel 2.1.57.}
1513
1514 \begin{funcproto}{ 
1515 \fhead{sys/prctl.h}
1516 \fdecl{int prctl(int option, unsigned long arg2, unsigned long arg3, unsigned
1517   long arg4, \\
1518 \phantom{int prctl(}unsigned long arg5)}
1519 \fdesc{Esegue una operazione speciale sul processo corrente.} 
1520 }
1521
1522 {La funzione ritorna $0$ o un valore positivo dipendente dall'operazione in
1523   caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
1524   valori diversi a seconda del tipo di operazione richiesta, sono possibili:
1525   \errval{EACCESS}, \errval{EBADF}, \errval{EBUSY}, \errval{EFAULT},
1526   \errval{EINVAL}, \errval{ENXIO}, \errval{EOPNOTSUPP} o \errval{EPERM}.}
1527 \end{funcproto}
1528
1529 La funzione ritorna in caso di successo un valore nullo o positivo, e $-1$ in
1530 caso di errore. Il significato degli argomenti della funzione successivi al
1531 primo, il valore di ritorno in caso di successo, il tipo di errore restituito
1532 in \var{errno} dipendono dall'operazione eseguita, indicata tramite il primo
1533 argomento, \param{option}. Questo è un valore intero che identifica
1534 l'operazione, e deve essere specificato con l'uso di una delle costanti
1535 predefinite del seguente elenco.\footnote{l'elenco potrebbe non risultare
1536   aggiornato, in quanto nuove operazioni vengono aggiunte nello sviluppo del
1537   kernel.} Tratteremo esplicitamente per ciascuna di esse il significato del
1538 il valore di ritorno in caso di successo, ma solo quando non corrisponde
1539 all'ordinario valore nullo (dato per implicito).
1540
1541 %TODO: trattare PR_CAP_AMBIENT, dal 4.3
1542 %TODO: trattare PR_CAP_FP_*, dal 4.0, solo per MIPS
1543 %TODO: trattare PR_MPX_*_MANAGEMENT, dal 3.19
1544 %TODO: trattare PR_*NO_NEW_PRIVS, dal 3.5
1545
1546 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.5cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
1547 \item[\constd{PR\_CAPBSET\_READ}] Controlla la disponibilità di una delle
1548   \textit{capability} (vedi sez.~\ref{sec:proc_capabilities}). La funzione
1549   ritorna 1 se la capacità specificata nell'argomento \param{arg2} (con una
1550   delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities}) è presente nel
1551   \textit{capabilities bounding set} del processo e zero altrimenti,
1552   se \param{arg2} non è un valore valido si avrà un errore di \errval{EINVAL}.
1553   Introdotta a partire dal kernel 2.6.25.
1554
1555 \item[\constd{PR\_CAPBSET\_DROP}] Rimuove permanentemente una delle
1556   \textit{capabilities} (vedi sez.~\ref{sec:proc_capabilities}) dal processo e
1557   da tutti i suoi discendenti. La funzione cancella la capacità specificata
1558   nell'argomento \param{arg2} con una delle costanti di
1559   tab.~\ref{tab:proc_capabilities} dal \textit{capabilities bounding set} del
1560   processo. L'operazione richiede i privilegi di amministratore (la capacità
1561   \const{CAP\_SETPCAP}), altrimenti la chiamata fallirà con un errore di
1562   \errcode{EPERM}; se il valore di \param{arg2} non è valido o se il supporto
1563   per le \textit{file capabilities} non è stato compilato nel kernel la
1564   chiamata fallirà con un errore di \errval{EINVAL}. Introdotta a partire dal
1565   kernel 2.6.25.
1566
1567 \item[\constd{PR\_SET\_DUMPABLE}] Imposta il flag che determina se la
1568   terminazione di un processo a causa di un segnale per il quale è prevista la
1569   generazione di un file di \textit{core dump} (vedi
1570   sez.~\ref{sec:sig_standard}) lo genera effettivamente. In genere questo flag
1571   viene attivato automaticamente, ma per evitare problemi di sicurezza (la
1572   generazione di un file da parte di processi privilegiati può essere usata
1573   per sovrascriverne altri) viene cancellato quando si mette in esecuzione un
1574   programma con i bit \acr{suid} e \acr{sgid} attivi (vedi
1575   sez.~\ref{sec:file_special_perm}) o con l'uso delle funzioni per la modifica
1576   degli \ids{UID} dei processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}).
1577
1578   L'operazione è stata introdotta a partire dal kernel 2.3.20, fino al kernel
1579   2.6.12 e per i kernel successivi al 2.6.17 era possibile usare solo un
1580   valore 0 (espresso anche come \constd{SUID\_DUMP\_DISABLE}) di \param{arg2}
1581   per disattivare il flag ed un valore 1 (espresso anche come
1582   \constd{SUID\_DUMP\_USER}) per attivarlo. Nei kernel dal 2.6.13 al 2.6.17 è
1583   stato supportato anche il valore 2, che causava la generazione di un
1584   \textit{core dump} leggibile solo dall'amministratore, ma questa
1585   funzionalità è stata rimossa per motivi di sicurezza, in quanto consentiva
1586   ad un utente normale di creare un file di \textit{core dump} appartenente
1587   all'amministratore in directory dove l'utente avrebbe avuto permessi di
1588   accesso. Specificando un valore diverso da 0 o 1 si ottiene un errore di
1589   \errval{EINVAL}.
1590
1591 \item[\constd{PR\_GET\_DUMPABLE}] Ottiene come valore di ritorno della funzione
1592   lo stato corrente del flag che controlla la effettiva generazione dei
1593   \textit{core dump}. Introdotta a partire dal kernel 2.3.20.
1594
1595 \item[\constd{PR\_SET\_ENDIAN}] Imposta la \textit{endianness} del processo
1596   chiamante secondo il valore fornito in \param{arg2}. I valori possibili sono
1597   sono: \constd{PR\_ENDIAN\_BIG} (\textit{big endian}),
1598   \constd{PR\_ENDIAN\_LITTLE} (\textit{little endian}), e
1599   \constd{PR\_ENDIAN\_PPC\_LITTLE} (lo pseudo \textit{little endian} del
1600   PowerPC). Introdotta a partire dal kernel 2.6.18, solo per architettura
1601   PowerPC.
1602
1603 \item[\constd{PR\_GET\_ENDIAN}] Ottiene il valore della \textit{endianness} del
1604   processo chiamante, salvato sulla variabile puntata da \param{arg2} che deve
1605   essere passata come di tipo ``\ctyp{int *}''. Introdotta a partire dal
1606   kernel 2.6.18, solo su PowerPC.
1607
1608 \item[\constd{PR\_SET\_FPEMU}] Imposta i bit di controllo per l'emulazione
1609   della virgola mobile su architettura ia64, secondo il valore
1610   di \param{arg2}, si deve passare \constd{PR\_FPEMU\_NOPRINT} per emulare in
1611   maniera trasparente l'accesso alle operazioni in virgola mobile, o
1612   \constd{PR\_FPEMU\_SIGFPE} per non emularle ed inviare il segnale
1613   \signal{SIGFPE} (vedi sez.~\ref{sec:sig_prog_error}). Introdotta a partire
1614   dal kernel 2.4.18, solo su architettura ia64.
1615
1616 \item[\constd{PR\_GET\_FPEMU}] Ottiene il valore dei flag di controllo
1617   dell'emulazione della virgola mobile, salvato all'indirizzo puntato
1618   da \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{int *}''. Introdotta a
1619   partire dal kernel 2.4.18, solo su architettura ia64.
1620
1621 \item[\constd{PR\_SET\_FPEXC}] Imposta la modalità delle eccezioni in virgola
1622   mobile (\textit{floating-point exception mode}) al valore di \param{arg2}.
1623   I valori possibili sono: 
1624   \begin{itemize*}
1625   \item \constd{PR\_FP\_EXC\_SW\_ENABLE} per usare FPEXC per le eccezioni,
1626   \item \constd{PR\_FP\_EXC\_DIV} per la divisione per zero in virgola mobile,
1627   \item \constd{PR\_FP\_EXC\_OVF} per gli overflow,
1628   \item \constd{PR\_FP\_EXC\_UND} per gli underflow,
1629   \item \constd{PR\_FP\_EXC\_RES} per risultati non esatti,
1630   \item \constd{PR\_FP\_EXC\_INV} per operazioni invalide,
1631   \item \constd{PR\_FP\_EXC\_DISABLED} per disabilitare le eccezioni,
1632   \item \constd{PR\_FP\_EXC\_NONRECOV} per usare la modalità di eccezione
1633     asincrona non recuperabile,
1634   \item \constd{PR\_FP\_EXC\_ASYNC} per usare la modalità di eccezione
1635     asincrona recuperabile,
1636   \item \constd{PR\_FP\_EXC\_PRECISE} per la modalità precisa di
1637     eccezione.\footnote{trattasi di gestione specialistica della gestione
1638       delle eccezioni dei calcoli in virgola mobile che, i cui dettagli al
1639       momento vanno al di là dello scopo di questo testo.}
1640   \end{itemize*}
1641 Introdotta a partire dal kernel 2.4.21, solo su PowerPC.
1642
1643 \item[\constd{PR\_GET\_FPEXC}] Ottiene il valore della modalità delle eccezioni
1644   delle operazioni in virgola mobile, salvata all'indirizzo
1645   puntato \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{int *}''.  Introdotta
1646   a partire dal kernel 2.4.21, solo su PowerPC.
1647
1648 \item[\constd{PR\_SET\_KEEPCAPS}] Consente di controllare quali
1649   \textit{capabilities} vengono cancellate quando si esegue un cambiamento di
1650   \ids{UID} del processo (per i dettagli si veda
1651   sez.~\ref{sec:proc_capabilities}, in particolare quanto illustrato a
1652   pag.~\pageref{sec:capability-uid-transition}). Un valore nullo (il default)
1653   per \param{arg2} comporta che vengano cancellate, il valore 1 che vengano
1654   mantenute, questo valore viene sempre cancellato attraverso una \func{exec}.
1655   L'uso di questo flag è stato sostituito, a partire dal kernel 2.6.26, dal
1656   flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} dei \textit{securebits} (vedi
1657   sez.~\ref{sec:proc_capabilities} e l'uso di \const{PR\_SET\_SECUREBITS} più
1658   avanti) e si è impostato con essi \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si
1659   otterrà un errore di \errval{EPERM}.  Introdotta a partire dal kernel
1660   2.2.18.
1661
1662 \item[\constd{PR\_GET\_KEEPCAPS}] Ottiene come valore di ritorno della funzione
1663   il valore del flag di controllo delle \textit{capabilities} impostato con
1664   \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}. Introdotta a partire dal kernel 2.2.18.
1665
1666 \item[\constd{PR\_SET\_NAME}] Imposta il nome del processo chiamante alla
1667   stringa puntata da \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{char *}''. Il
1668   nome può essere lungo al massimo 16 caratteri, e la stringa deve essere
1669   terminata da NUL se più corta.  Introdotta a partire dal kernel 2.6.9.
1670
1671 \item[\constd{PR\_GET\_NAME}] Ottiene il nome del processo chiamante nella
1672   stringa puntata da \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{char *}'';
1673   si devono allocare per questo almeno 16 byte, e il nome sarà terminato da
1674   NUL se più corto. Introdotta a partire dal kernel 2.6.9.
1675
1676 \item[\constd{PR\_SET\_PDEATHSIG}] Consente di richiedere l'emissione di un
1677   segnale, che sarà ricevuto dal processo chiamante, in occorrenza della
1678   terminazione del proprio processo padre; in sostanza consente di invertire
1679   il ruolo di \signal{SIGCHLD}. Il valore di \param{arg2} deve indicare il
1680   numero del segnale, o 0 per disabilitare l'emissione. Il valore viene
1681   automaticamente cancellato per un processo figlio creato con \func{fork}.
1682   Introdotta a partire dal kernel 2.1.57.
1683
1684 \item[\constd{PR\_GET\_PDEATHSIG}] Ottiene il valore dell'eventuale segnale
1685   emesso alla terminazione del padre, salvato all'indirizzo
1686   puntato \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{int *}''. Introdotta a
1687   partire dal kernel 2.3.15.
1688
1689 \item[\constd{PR\_SET\_PTRACER}] Imposta un \ids{PID} per il ``\textit{tracer
1690     process}'' usando \param{arg2}. Una impostazione successiva sovrascrive la
1691   precedente, ed un valore nullo cancella la disponibilità di un
1692   ``\textit{tracer process}''. Questa è una funzionalità fornita da
1693   \textit{``Yama''}, uno specifico \textit{Linux Security Modules}, e serve a
1694   consentire al processo indicato, quando le restrizioni introdotte da questo
1695   modulo sono attive, di usare \func{ptrace} (vedi
1696   sez.~\ref{sec:process_ptrace}) sul processo chiamante, anche se quello
1697   indicato non ne è un progenitore. Il valore \constd{PR\_SET\_PTRACER\_ANY}
1698   consente a tutti i processi l'uso di \func{ptrace}. L'uso si \textit{Yama}
1699   attiene alla gestione della sicurezza dei processi, e consente di introdurre
1700   una restrizione all'uso di \func{ptrace}, che è spesso sorgente di
1701   compromissioni. Si tratta di un uso specialistico che va al di là dello
1702   scopo di queste dispense, per i dettagli si consulti la documentazione su
1703   \textit{Yama} nei sorgenti del kernel. Introdotta a partire dal kernel 3.4.
1704
1705 \item[\constd{PR\_SET\_SECCOMP}] Attiva il \textit{secure computing mode} per
1706   il processo corrente. Introdotta a partire dal kernel 2.6.23 la funzionalità
1707   è stata ulteriormente estesa con il kernel 3.5, salvo poi diventare un
1708   sottoinsieme della \textit{system call} \func{seccomp} a partire dal kernel
1709   3.17. Prevede che si indichi per \param{arg2} il valore
1710   \const{SECCOMP\_MODE\_STRICT} (unico possibile fino al kernel 2.6.23) per
1711   selezionare il cosiddetto \textit{strict mode} o, dal kernel 3.5,
1712   \const{SECCOMP\_MODE\_FILTER} per usare il \textit{filter mode}. Tratteremo
1713   questa opzione nei dettagli più avanti, in sez.~\ref{sec:procadv_seccomp},
1714   quando affronteremo l'argomento del \textit{Secure Computing}.
1715
1716 \item[\constd{PR\_GET\_SECCOMP}] Ottiene come valore di ritorno della funzione
1717   lo stato corrente del \textit{secure computing mode}. Fino al kernel 3.5,
1718   quando era possibile solo lo \textit{strict mode}, la funzione era
1719   totalmente inutile in quanto l'unico valore ottenibile era 0 in assenza di
1720   \textit{secure computing}, dato che la chiamata di questa funzione in
1721   \textit{strict mode} avrebbe comportato l'emissione di \signal{SIGKILL} per
1722   il chiamante. La funzione però, a partire dal kernel 2.6.23, era stata
1723   comunque definita per eventuali estensioni future, ed infatti con
1724   l'introduzione del \textit{filter mode} con il kernel 3.5, se essa viene
1725   inclusa nelle funzioni consentite restituisce il valore 2 quando il
1726   \textit{secure computing mode} è attivo (se non inclusa si avrà di nuovo un
1727   \signal{SIGKILL}).
1728
1729 \item[\constd{PR\_SET\_SECUREBITS}] Imposta i \textit{securebits} per il
1730   processo chiamante al valore indicato da \param{arg2}; per i dettagli sul
1731   significato dei \textit{securebits} si veda
1732   sez.~\ref{sec:proc_capabilities}, ed in particolare i valori di
1733   tab.~\ref{tab:securebits_values} e la relativa trattazione. L'operazione
1734   richiede i privilegi di amministratore (la capacità \const{CAP\_SETPCAP}),
1735   altrimenti la chiamata fallirà con un errore di \errval{EPERM}. Introdotta a
1736   partire dal kernel 2.6.26.
1737
1738 \item[\constd{PR\_GET\_SECUREBITS}] Ottiene come valore di ritorno della
1739   funzione l'impostazione corrente per i \textit{securebits}. Introdotta a
1740   partire dal kernel 2.6.26.
1741
1742 \item[\constd{PR\_SET\_TIMING}] Imposta il metodo di temporizzazione del
1743   processo da indicare con il valore di \param{arg2}, attualmente i valori
1744   possibili sono due, con \constd{PR\_TIMING\_STATISTICAL} si usa il metodo
1745   statistico tradizionale, con \constd{PR\_TIMING\_TIMESTAMP} il più accurato
1746   basato su dei \textit{timestamp}, quest'ultimo però non è ancora
1747   implementato ed il suo uso comporta la restituzione di un errore di
1748   \errval{EINVAL}. Introdotta a partire dal kernel 2.6.0-test4.
1749
1750 \item[\constd{PR\_GET\_TIMING}] Ottiene come valore di ritorno della funzione
1751   il metodo di temporizzazione del processo attualmente in uso (uno dei due
1752   valori citati per \const{PR\_SET\_TIMING}). Introdotta a partire dal kernel
1753   2.6.0-test4.
1754
1755 \item[\constd{PR\_SET\_TSC}] Imposta il flag che indica se il processo
1756   chiamante può leggere il registro di processore contenente il contatore dei
1757   \textit{timestamp} (TSC, o \textit{Time Stamp Counter}) da indicare con il
1758   valore di \param{arg2}. Si deve specificare \constd{PR\_TSC\_ENABLE} per
1759   abilitare la lettura o \constd{PR\_TSC\_SIGSEGV} per disabilitarla con la
1760   generazione di un segnale di \signal{SIGSEGV} (vedi
1761   sez.~\ref{sec:sig_prog_error}). La lettura viene automaticamente
1762   disabilitata se si attiva il \textit{secure computing mode} (vedi
1763   \const{PR\_SET\_SECCOMP} e sez.~\ref{sec:procadv_seccomp}).  Introdotta a
1764   partire dal kernel 2.6.26, solo su x86.
1765
1766 \item[\constd{PR\_GET\_TSC}] Ottiene il valore del flag che controlla la
1767   lettura del contattore dei \textit{timestamp}, salvato all'indirizzo
1768   puntato \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{int *}''. Introdotta a
1769   partire dal kernel 2.6.26, solo su x86.
1770 % articoli sul TSC e relativi problemi: http://lwn.net/Articles/209101/,
1771 % http://blog.cr0.org/2009/05/time-stamp-counter-disabling-oddities.html,
1772 % http://en.wikipedia.org/wiki/Time_Stamp_Counter 
1773
1774 \item[\constd{PR\_SET\_UNALIGN}] Imposta la modalità di controllo per l'accesso
1775   a indirizzi di memoria non allineati, che in varie architetture risultano
1776   illegali, da indicare con il valore di \param{arg2}. Si deve specificare il
1777   valore \constd{PR\_UNALIGN\_NOPRINT} per ignorare gli accessi non allineati,
1778   ed il valore \constd{PR\_UNALIGN\_SIGBUS} per generare un segnale di
1779   \signal{SIGBUS} (vedi sez.~\ref{sec:sig_prog_error}) in caso di accesso non
1780   allineato.  Introdotta con diverse versioni su diverse architetture.
1781
1782 \item[\const{PR\_GET\_UNALIGN}] Ottiene il valore della modalità di controllo
1783   per l'accesso a indirizzi di memoria non allineati, salvato all'indirizzo
1784   puntato \param{arg2}, che deve essere di tipo \code{(int *)}. Introdotta con
1785   diverse versioni su diverse architetture.
1786 \item[\const{PR\_MCE\_KILL}] Imposta la politica di gestione degli errori
1787   dovuti a corruzione della memoria per problemi hardware. Questo tipo di
1788   errori vengono riportati dall'hardware di controllo della RAM e vengono
1789   gestiti dal kernel,\footnote{la funzionalità è disponibile solo sulle
1790     piattaforme più avanzate che hanno il supporto hardware per questo tipo di
1791     controlli.} ma devono essere opportunamente riportati ai processi che
1792   usano quella parte di RAM che presenta errori; nel caso specifico questo
1793   avviene attraverso l'emissione di un segnale di \signal{SIGBUS} (vedi
1794   sez.~\ref{sec:sig_prog_error}).\footnote{in particolare viene anche
1795     impostato il valore di \var{si\_code} in \struct{siginfo\_t} a
1796     \const{BUS\_MCEERR\_AO}; per il significato di tutto questo si faccia
1797     riferimento alla trattazione di sez.~\ref{sec:sig_sigaction}.}
1798
1799   Il comportamento di default prevede che per tutti i processi si applichi la
1800   politica generale di sistema definita nel file
1801   \sysctlfiled{vm/memory\_failure\_early\_kill}, ma specificando
1802   per \param{arg2} il valore \constd{PR\_MCE\_KILL\_SET} è possibile impostare
1803   con il contenuto di \param{arg3} una politica specifica del processo
1804   chiamante. Si può tornare alla politica di default del sistema utilizzando
1805   invece per \param{arg2} il valore \constd{PR\_MCE\_KILL\_CLEAR}. In tutti i
1806   casi, per compatibilità con eventuali estensioni future, tutti i valori
1807   degli argomenti non utilizzati devono essere esplicitamente posti a zero,
1808   pena il fallimento della chiamata con un errore di \errval{EINVAL}.
1809   
1810   In caso di impostazione di una politica specifica del processo con
1811   \const{PR\_MCE\_KILL\_SET} i valori di \param{arg3} possono essere soltanto
1812   due, che corrispondono anche al valore che si trova nell'impostazione
1813   generale di sistema di \texttt{memory\_failure\_early\_kill}, con
1814   \constd{PR\_MCE\_KILL\_EARLY} si richiede l'emissione immediata di
1815   \signal{SIGBUS} non appena viene rilevato un errore, mentre con
1816   \constd{PR\_MCE\_KILL\_LATE} il segnale verrà inviato solo quando il processo
1817   tenterà un accesso alla memoria corrotta. Questi due valori corrispondono
1818   rispettivamente ai valori 1 e 0 di
1819   \texttt{memory\_failure\_early\_kill}.\footnote{in sostanza nel primo caso
1820     viene immediatamente inviato il segnale a tutti i processi che hanno la
1821     memoria corrotta mappata all'interno del loro spazio degli indirizzi, nel
1822     secondo caso prima la pagina di memoria viene tolta dallo spazio degli
1823     indirizzi di ciascun processo, mentre il segnale viene inviato solo quei
1824     processi che tentano di accedervi.} Si può usare per \param{arg3} anche un
1825   terzo valore, \constd{PR\_MCE\_KILL\_DEFAULT}, che corrisponde a impostare
1826   per il processo la politica di default.\footnote{si presume la politica di
1827     default corrente, in modo da non essere influenzati da un eventuale
1828     successivo cambiamento della stessa.} Introdotta a partire dal kernel
1829   2.6.32.
1830 \item[\constd{PR\_MCE\_KILL\_GET}] Ottiene come valore di ritorno della
1831   funzione la politica di gestione degli errori dovuti a corruzione della
1832   memoria. Tutti gli argomenti non utilizzati (al momento tutti) devono essere
1833   nulli pena la ricezione di un errore di \errval{EINVAL}. Introdotta a
1834   partire dal kernel 2.6.32.
1835 \itindbeg{child~reaper}
1836 \item[\constd{PR\_SET\_CHILD\_SUBREAPER}] Se \param{arg2} è diverso da zero
1837   imposta l'attributo di \textit{child reaper} per il processo, se nullo lo
1838   cancella. Lo stato di \textit{child reaper} è una funzionalità, introdotta
1839   con il kernel 3.4, che consente di far svolgere al processo che ha questo
1840   attributo il ruolo di ``\textsl{genitore adottivo}'' per tutti i processi
1841   suoi ``\textsl{discendenti}'' che diventano orfani, in questo modo il
1842   processo potrà ricevere gli stati di terminazione alla loro uscita,
1843   sostituendo in questo ruolo \cmd{init} (si ricordi quanto illustrato in
1844   sez.~\ref{sec:proc_termination}). Il meccanismo è stato introdotto ad uso
1845   dei programmi di gestione dei servizi, per consentire loro di ricevere gli
1846   stati di terminazione di tutti i processi che lanciano, anche se questi
1847   eseguono una doppia \func{fork}; nel comportamento ordinario infatti questi
1848   verrebbero adottati da \cmd{init} ed il programma che li ha lanciati non
1849   sarebbe più in grado di riceverne lo stato di terminazione. Se un processo
1850   con lo stato di \textit{child reaper} termina prima dei suoi discendenti,
1851   svolgerà questo ruolo il più prossimo antenato ad avere lo stato di
1852   \textit{child reaper}, 
1853 \item[\constd{PR\_GET\_CHILD\_SUBREAPER}] Ottiene l'impostazione relativa allo
1854   lo stato di \textit{child reaper} del processo chiamante, salvata come
1855   \textit{value result} all'indirizzo puntato da \param{arg2} (da indicare
1856   come di tipo \code{int *}). Il valore viene letto come valore logico, se
1857   diverso da 0 lo stato di \textit{child reaper} è attivo altrimenti è
1858   disattivo. Introdotta a partire dal kernel 3.4.
1859 \itindend{child~reaper}
1860
1861
1862 % TODO documentare PR_MPX_INIT e PR_MPX_RELEASE, vedi
1863 % http://lwn.net/Articles/582712/ 
1864
1865 % TODO documentare PR_SET_MM_MAP aggiunta con il kernel 3.18, per impostare i
1866 % parametri di base del layout dello spazio di indirizzi di un processo (area
1867 % codice e dati, stack, brack pointer ecc. vedi
1868 % http://git.kernel.org/linus/f606b77f1a9e362451aca8f81d8f36a3a112139e 
1869
1870 % TODO documentare ARCH_SET_CPUID e ARCH_GET_CPUID, introdotte con il kernel
1871 % 4.12, vedi https://lwn.net/Articles/721182/
1872
1873 % TODO documentare PR_SPEC_DISABLE_NOEXEC in 5.1, vedi
1874 % https://lwn.net/Articles/782511/ 
1875
1876 \label{sec:prctl_operation}
1877 \end{basedescript}
1878
1879
1880 \subsection{La funzione \func{ptrace}}
1881 \label{sec:process_ptrace}
1882
1883 %Da fare
1884
1885 % TODO: trattare PTRACE_SEIZE, aggiunta con il kernel 3.1
1886 % TODO: trattare PTRACE_O_EXITKILL, aggiunta con il kernel 3.8 (vedi
1887 % http://lwn.net/Articles/529060/) 
1888 % TODO: trattare PTRACE_GETSIGMASK e PTRACE_SETSIGMASK introdotte con il
1889 % kernel 3.11
1890 % TODO: trattare PTRACE_O_SUSPEND_SECCOMP, aggiunta con il kernel 4.3, vedi
1891 % http://lwn.net/Articles/656675/ 
1892
1893 \subsection{La funzione \func{kcmp}}
1894 \label{sec:process_kcmp}
1895
1896 % TODO: trattare kcmp aggiunta con il kernel 3.5, vedi
1897 % https://lwn.net/Articles/478111/
1898 % vedi man kcmp e man 2 open
1899
1900
1901
1902 \section{La gestione avanzata della creazione dei processi}
1903 \label{sec:process_adv_creation}
1904
1905 In questa sezione tratteremo le funzionalità avanzate relative alla creazione
1906 dei processi e del loro ambiente, sia per quanto riguarda l'utilizzo delle
1907 stesse per la creazione dei \textit{thread} che per la gestione dei
1908 \textit{namespace} che sono alla base dei cosiddetti \textit{container}.
1909
1910
1911 \subsection{La \textit{system call} \func{clone}}
1912 \label{sec:process_clone}
1913
1914 La funzione tradizionale con cui creare un nuovo processo in un sistema
1915 Unix-like, come illustrato in sez.~\ref{sec:proc_fork}, è \func{fork}, ma con
1916 l'introduzione del supporto del kernel per i \textit{thread}\unavref{ (vedi
1917   cap.~\ref{cha:threads})}, si è avuta la necessità di una interfaccia che
1918 consentisse un maggiore controllo sulla modalità con cui vengono creati nuovi
1919 processi, che poi è stata utilizzata anche per fornire supporto per le
1920 tecnologie di virtualizzazione dei processi (i cosiddetti \textit{container})
1921 su cui torneremo in sez.~\ref{sec:process_namespaces}.
1922
1923 Per questo l'interfaccia per la creazione di un nuovo processo è stata
1924 delegata ad una nuova \textit{system call}, \funcm{sys\_clone}, che consente
1925 di reimplementare anche la tradizionale \func{fork}. In realtà in questo caso
1926 più che di nuovi processi si può parlare della creazioni di nuovi
1927 ``\textit{task}'' del kernel che possono assumere la veste sia di un processo
1928 classico isolato dagli altri come quelli trattati finora, che di un
1929 \textit{thread} in cui la memoria viene condivisa fra il processo chiamante ed
1930 il nuovo processo creato, come quelli che vedremo in
1931 sez.~\ref{sec:linux_thread}. Per evitare confusione fra \textit{thread} e
1932 processi ordinari, abbiamo deciso di usare la nomenclatura \textit{task} per
1933 indicare la unità di esecuzione generica messa a disposizione del kernel che
1934 \texttt{sys\_clone} permette di creare.
1935
1936 La \textit{system call} richiede soltanto due argomenti: il
1937 primo, \param{flags}, consente di controllare le modalità di creazione del
1938 nuovo \textit{task}, il secondo, \param{child\_stack}, imposta l'indirizzo
1939 dello \textit{stack} per il nuovo \textit{task}, e deve essere indicato quando
1940 si intende creare un \textit{thread}. L'esecuzione del programma creato da
1941 \func{sys\_clone} riprende, come per \func{fork}, da dopo l'esecuzione della
1942 stessa.
1943
1944 % TODO trattare anche clone3 (vedi https://lwn.net/Articles/792628/), aggiunta
1945 % con il kernel 5.3
1946
1947 La necessità di avere uno \textit{stack} alternativo c'è solo quando si
1948 intende creare un \textit{thread}, in tal caso infatti il nuovo \textit{task}
1949 vede esattamente la stessa memoria del \textit{task}
1950 ``\textsl{padre}'',\footnote{in questo caso per padre si intende semplicemente
1951   il \textit{task} che ha eseguito \func{sys\_clone} rispetto al \textit{task}
1952   da essa creato, senza nessuna delle implicazioni che il concetto ha per i
1953   processi.} e nella sua esecuzione alla prima chiamata di una funzione
1954 andrebbe a scrivere sullo \textit{stack} usato anche dal padre (si ricordi
1955 quanto visto in sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} riguardo all'uso dello
1956 \textit{stack}).
1957
1958 Per evitare di doversi garantire contro la evidente possibilità di
1959 \textit{race condition} che questa situazione comporta (vedi
1960 sez.~\ref{sec:proc_race_cond} per una spiegazione della problematica) è
1961 necessario che il chiamante allochi preventivamente un'area di memoria.  In
1962 genere lo si fa con una \func{malloc} che allochi un buffer che la funzione
1963 imposterà come \textit{stack} del nuovo processo, avendo ovviamente cura di
1964 non utilizzarlo direttamente nel processo chiamante.
1965
1966 In questo modo i due \textit{task} avranno degli \textit{stack} indipendenti e
1967 non si dovranno affrontare problematiche di \textit{race condition}.  Si tenga
1968 presente inoltre che in molte architetture di processore lo \textit{stack}
1969 cresce verso il basso, pertanto in tal caso non si dovrà specificare
1970 per \param{child\_stack} il puntatore restituito da \func{malloc}, ma un
1971 puntatore alla fine del buffer da essa allocato.
1972
1973 Dato che tutto ciò è necessario solo per i \textit{thread} che condividono la
1974 memoria, la \textit{system call}, a differenza della funzione di libreria che
1975 vedremo a breve, consente anche di passare per \param{child\_stack} il valore
1976 \val{NULL}, che non imposta un nuovo \textit{stack}. Se infatti si crea un
1977 processo, questo ottiene un suo nuovo spazio degli indirizzi (è sottinteso
1978 cioè che non si stia usando il flag \const{CLONE\_VM} che vedremo a breve) ed
1979 in questo caso si applica la semantica del \textit{copy on write} illustrata
1980 in sez.~\ref{sec:proc_fork}, per cui le pagine dello \textit{stack} verranno
1981 automaticamente copiate come le altre e il nuovo processo avrà un suo
1982 \textit{stack} totalmente indipendente da quello del padre.
1983
1984 Dato che l'uso principale della nuova \textit{system call} è quello relativo
1985 alla creazione dei \textit{thread}, la \acr{glibc} definisce una funzione di
1986 libreria con una sintassi diversa, orientata a questo scopo, e la
1987 \textit{system call} resta accessibile solo se invocata esplicitamente come
1988 visto in sez.~\ref{sec:proc_syscall}.\footnote{ed inoltre per questa
1989   \textit{system call} non è disponibile la chiamata veloce con
1990   \texttt{vsyscall}.} La funzione di libreria si chiama semplicemente
1991 \funcd{clone} ed il suo prototipo è:
1992
1993 \begin{funcproto}{ 
1994 \fhead{sched.h}
1995 \fdecl{int clone(int (*fn)(void *), void *child\_stack, int flags, void *arg,
1996   ...  \\
1997 \phantom{int clone(}/* pid\_t *ptid, struct user\_desc *tls, pid\_t *ctid */ )}
1998 \fdesc{Crea un nuovo processo o \textit{thread}.} 
1999 }
2000 {La funzione ritorna il \textit{Thread ID} assegnato al nuovo processo in caso
2001   di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
2002   valori: 
2003 \begin{errlist}
2004     \item[\errcode{EAGAIN}] sono già in esecuzione troppi processi.
2005     \item[\errcode{EINVAL}] si è usata una combinazione non valida di flag o
2006       un valore nullo per \param{child\_stack}.
2007     \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per creare una nuova
2008       \texttt{task\_struct} o per copiare le parti del contesto del chiamante
2009       necessarie al nuovo \textit{task}.
2010     \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i privilegi di amministratore
2011       richiesti dai flag indicati.
2012 \end{errlist}}
2013 \end{funcproto}
2014
2015 % NOTE: una pagina con la descrizione degli argomenti:
2016 % * http://www.lindevdoc.org/wiki/Clone 
2017
2018 La funzione prende come primo argomento \param{fn} il puntatore alla funzione
2019 che verrà messa in esecuzione nel nuovo processo, che può avere un unico
2020 argomento di tipo puntatore a \ctyp{void}, il cui valore viene passato dal
2021 terzo argomento \param{arg}. Per quanto il precedente prototipo possa
2022 intimidire nella sua espressione, in realtà l'uso è molto semplice basterà
2023 definire una qualunque funzione \param{fn} che restituisce un intero ed ha
2024 come argomento un puntatore a \ctyp{void}, e \code{fn(arg)} sarà eseguita in
2025 un nuovo processo.
2026
2027 Il nuovo processo resterà in esecuzione fintanto che la funzione \param{fn}
2028 non ritorna, o esegue \func{exit} o viene terminata da un segnale. Il valore
2029 di ritorno della funzione (o quello specificato con \func{exit}) verrà
2030 utilizzato come stato di uscita della funzione. I tre
2031 argomenti \param{ptid}, \param{tls} e \param{ctid} sono opzionali e sono
2032 presenti solo a partire dal kernel 2.6 e sono stati aggiunti come supporto per
2033 le funzioni di gestione dei \textit{thread} (la \textit{Native Thread Posix
2034   Library}, vedi sez.~\ref{sec:linux_ntpl}) nella \acr{glibc}, essi vengono
2035 utilizzati soltanto se si sono specificati rispettivamente i flag
2036 \const{CLONE\_PARENT\_SETTID}, \const{CLONE\_SETTLS} e
2037 \const{CLONE\_CHILD\_SETTID}. 
2038
2039 La funzione ritorna un l'identificatore del nuovo \textit{task}, denominato
2040 \texttt{Thread ID} (da qui in avanti \ids{TID}) il cui significato è analogo
2041 al \ids{PID} dei normali processi e che a questo corrisponde qualora si crei
2042 un processo ordinario e non un \textit{thread}.
2043
2044 Il comportamento di \func{clone}, che si riflette sulle caratteristiche del
2045 nuovo processo da essa creato, è controllato principalmente
2046 dall'argomento \param{flags}, che deve essere specificato come maschera
2047 binaria, ottenuta con un OR aritmetico di una delle costanti del seguente
2048 elenco, che illustra quelle attualmente disponibili:\footnote{si fa
2049   riferimento al momento della stesura di questa sezione, cioè con il kernel
2050   3.2.}
2051
2052 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.5 cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
2053
2054 \item[\constd{CLONE\_CHILD\_CLEARTID}] cancella il valore del \textit{thread
2055     ID} posto all'indirizzo dato dall'argomento \param{ctid}, eseguendo un
2056   riattivazione del \textit{futex} (vedi sez.~\ref{sec:xxx_futex}) a
2057   quell'indirizzo. Questo flag viene utilizzato dalla librerie di gestione dei
2058   \textit{thread} ed è presente dal kernel 2.5.49.
2059
2060 \item[\constd{CLONE\_CHILD\_SETTID}] scrive il \ids{TID} del \textit{thread}
2061   figlio all'indirizzo dato dall'argomento \param{ctid}. Questo flag viene
2062   utilizzato dalla librerie di gestione dei \textit{thread} ed è presente dal
2063   kernel 2.5.49.
2064
2065 \item[\constd{CLONE\_FILES}] se impostato il nuovo processo condividerà con il
2066   padre la \textit{file descriptor table} (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}),
2067   questo significa che ogni \textit{file descriptor} aperto da un processo
2068   verrà visto anche dall'altro e che ogni chiusura o cambiamento dei
2069   \textit{file descriptor flag} di un \textit{file descriptor} verrà per
2070   entrambi.
2071
2072   Se non viene impostato il processo figlio eredita una copia della
2073   \textit{file descriptor table} del padre e vale la semantica classica della
2074   gestione dei \textit{file descriptor}, che costituisce il comportamento
2075   ordinario di un sistema unix-like e che illustreremo in dettaglio in
2076   sez.~\ref{sec:file_shared_access}.
2077
2078 \item[\constd{CLONE\_FS}] se questo flag viene impostato il nuovo processo
2079   condividerà con il padre le informazioni relative all'albero dei file, ed in
2080   particolare avrà la stessa radice (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}), la
2081   stessa directory di lavoro (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}) e la stessa
2082   \textit{umask} (sez.~\ref{sec:file_perm_management}). Una modifica di una
2083   qualunque di queste caratteristiche in un processo, avrà effetto anche
2084   sull'altro. Se assente il nuovo processo riceverà una copia delle precedenti
2085   informazioni, che saranno così indipendenti per i due processi, come avviene
2086   nel comportamento ordinario di un sistema unix-like.
2087
2088 \item[\constd{CLONE\_IO}] se questo flag viene impostato il nuovo processo
2089   condividerà con il padre il contesto dell'I/O, altrimenti, come avviene nel
2090   comportamento ordinario con una \func{fork} otterrà un suo contesto
2091   dell'I/O.
2092
2093   Il contesto dell'I/O viene usato dagli \textit{scheduler} di I/O (visti in
2094   sez.~\ref{sec:io_priority}) e se questo è lo stesso per diversi processi
2095   questi vengono trattati come se fossero lo stesso, condividendo il tempo per
2096   l'accesso al disco, e possono interscambiarsi nell'accesso a disco. L'uso di
2097   questo flag consente, quando più \textit{thread} eseguono dell'I/O per conto
2098   dello stesso processo (ad esempio con le funzioni di I/O asincrono di
2099   sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}), migliori prestazioni.
2100
2101 %TODO : tutti i CLONE_NEW* attengono ai namespace, ed è meglio metterli nella
2102 %relativa sezione da creare a parte
2103
2104 % \item[\constd{CLONE\_NEWIPC}] è uno dei flag ad uso dei \textit{container},
2105 %   introdotto con il kernel 2.6.19. L'uso di questo flag crea per il nuovo
2106 %   processo un nuovo \textit{namespace} per il sistema di IPC, sia per quello
2107 %   di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}) che, dal kernel 2.6.30, per le code
2108 %   di messaggi POSIX (vedi sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}); si applica cioè a
2109 %   tutti quegli oggetti che non vegono identificati con un \textit{pathname}
2110 %   sull'albero dei file.
2111
2112 %   L'uso di questo flag richiede privilegi di amministratore (più precisamente
2113 %   la capacità \const{CAP\_SYS\_ADMIN}) e non può essere usato in combinazione
2114 %   con \const{CLONE\_SYSVSEM}. 
2115
2116 % \item[\constd{CLONE\_NEWNET}]
2117 % \item[\constd{CLONE\_NEWNS}]
2118 % \item[\constd{CLONE\_NEWPID}]
2119 % \item[\constd{CLONE\_NEWUTS}]
2120
2121
2122 % TODO trattare CLONE_NEWCGROUP introdotto con il kernel 4.6, vedi
2123 % http://lwn.net/Articles/680566/ 
2124
2125 \item[\constd{CLONE\_PARENT}]
2126 \item[\constd{CLONE\_PARENT\_SETTID}]
2127 \item[\constd{CLONE\_PID}]
2128
2129 % TODO trattare CLONE_PIDFD introdotto con il kernel 5.2, vedi
2130 % https://lwn.net/Articles/787963/ e anche https://lwn.net/Articles/789023/
2131   
2132 \item[\constd{CLONE\_PTRACE}] se questo flag viene impostato ed il processo
2133   chiamante viene tracciato (vedi sez.~\ref{sec:process_ptrace}) anche il
2134   figlio viene tracciato. 
2135
2136 \item[\constd{CLONE\_SETTLS}]
2137 \item[\constd{CLONE\_SIGHAND}]
2138 \item[\constd{CLONE\_STOPPED}]
2139 \item[\constd{CLONE\_SYSVSEM}]
2140 \item[\constd{CLONE\_THREAD}]
2141
2142 \item[\constd{CLONE\_UNTRACED}] se questo flag viene impostato un processo non
2143   può più forzare \const{CLONE\_PTRACE} su questo processo.
2144
2145 \item[\constd{CLONE\_VFORK}] se questo flag viene impostato il chiamante viene
2146   fermato fintato che il figlio appena creato non rilascia la sua memoria
2147   virtuale con una chiamata a \func{exec} o \func{exit}, viene quindi
2148   replicato il comportamento di \func{vfork}.
2149
2150 \item[\constd{CLONE\_VM}] se questo flag viene impostato il nuovo processo
2151   condividerà con il padre la stessa memoria virtuale, e le scritture in
2152   memoria fatte da uno qualunque dei processi saranno visibili dall'altro,
2153   così come ogni mappatura in memoria (vedi sez.~\ref{sec:file_memory_map}). 
2154
2155   Se non viene impostato il processo figlio otterrà una copia dello spazio
2156   degli indirizzi e si otterrà il comportamento ordinario di un processo di un
2157   sistema unix-like creato con la funzione \func{fork}.
2158 \end{basedescript}
2159
2160
2161
2162 \subsection{La gestione dei \textit{namespace}}
2163 \label{sec:process_namespaces}
2164
2165 \itindbeg{namespace}
2166 Come accennato all'inizio di sez.~\ref{sec:process_clone} oltre al controllo
2167 delle caratteristiche dei processi usate per la creazione dei \textit{thread},
2168 l'uso di \func{clone} consente, ad uso delle nuove funzionalità di
2169 virtualizzazione dei processi, di creare nuovi ``\textit{namespace}'' per una
2170 serie di proprietà generali (come l'elenco dei \ids{PID}, l'albero dei file, i
2171 \textit{mount point}, la rete, il sistema di IPC, ecc.).
2172
2173 L'uso dei ``\textit{namespace}'' consente creare gruppi di processi che vedono
2174 le suddette proprietà in maniera indipendente fra loro. I processi di ciascun
2175 gruppo vengono così eseguiti come in una sorta di spazio separato da quello
2176 degli altri gruppi, che costituisce poi quello che viene chiamato un
2177 \textit{container}.
2178
2179 \itindend{namespace}
2180
2181
2182 \itindbeg{container}
2183
2184 \itindend{container}
2185
2186
2187 %TODO sezione separata sui namespace 
2188
2189 %TODO trattare unshare, vedi anche http://lwn.net/Articles/532748/
2190
2191 %TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
2192 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0, altre
2193 % informazioni su setns qui: http://lwn.net/Articles/532748/
2194 % http://lwn.net/Articles/531498/
2195
2196
2197
2198 \section{Funzionalità avanzate e specialistiche}
2199 \label{sec:process_special}
2200
2201
2202 % TODO: trattare userfaultfd, introdotta con il 4.23, vedi
2203 % http://man7.org/linux/man-pages/man2/userfaultfd.2.html 
2204
2205 % TODO: trattare process_vm_readv/process_vm_writev introdotte con il kernel
2206 % 3.2, vedi http://man7.org/linux/man-pages/man2/process_vm_readv.2.html e i
2207 % precedenti tentativi https://lwn.net/Articles/405346/
2208
2209
2210 \subsection{La gestione delle operazioni in virgola mobile}
2211 \label{sec:process_fenv}
2212
2213 Da fare.
2214
2215 % TODO eccezioni ed arrotondamenti per la matematica in virgola mobile 
2216 % consultare la manpage di fenv, math_error, fpclassify, matherr, isgreater,
2217 % isnan, nan, INFINITY
2218
2219
2220 \subsection{L'accesso alle porte di I/O}
2221 \label{sec:process_io_port}
2222
2223 %
2224 % TODO l'I/O sulle porte di I/O 
2225 % consultare le manpage di ioperm, iopl e outb
2226 % non c'entra nulla qui, va trovato un altro posto (altri meccanismi di I/O in
2227 % fileintro ?)
2228
2229 Da fare
2230
2231
2232 %\subsection{La gestione di architetture a nodi multipli}
2233 %\label{sec:process_NUMA}
2234
2235 % TODO trattare i cpuset, che attiene anche a NUMA, e che possono essere usati
2236 % per associare l'uso di gruppi di processori a gruppi di processi (vedi
2237 % manpage omonima)
2238 % TODO trattare getcpu, che attiene anche a NUMA, mettere qui anche
2239 % sched_getcpu, che potrebbe essere indipendente ma richiama getcpu
2240
2241 %TODO trattare le funzionalità per il NUMA
2242 % vedi man numa e, mbind, get_mempolicy, set_mempolicy, 
2243 % le pagine di manuale relative
2244 % vedere anche dove metterle...
2245
2246 % \subsection{La gestione dei moduli}
2247 % \label{sec:kernel_modules}
2248
2249 % da fare
2250
2251 %TODO trattare init_module e finit_module (quest'ultima introdotta con il
2252 %kernel 3.8)
2253
2254 %%%% Altre cose di cui non è chiara la collocazione:
2255
2256 %TODO trattare membarrier, introdotta con il kernel 4.3
2257 % vedi http://lwn.net/Articles/369567/ http://lwn.net/Articles/369640/
2258 % http://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=5b25b13ab08f616efd566347d809b4ece54570d1 
2259 % vedi anche l'ulteriore opzione "expedited" introdotta con il kernel 4.14
2260 % (https://lwn.net/Articles/728795/) 
2261
2262
2263
2264 %%% Local Variables:
2265 %%% mode: latex
2266 %%% TeX-master: "gapil"
2267 %%% End:
2268
2269 %  LocalWords:  system call namespace prctl IRIX kernel sys int option long
2270 %  LocalWords:  unsigned arg errno EACCESS EBADF EBUSY EFAULT EINVAL ENXIO PR
2271 %  LocalWords:  EOPNOTSUPP EPERM CAPBSET READ capability sez tab capabilities
2272 %  LocalWords:  bounding CAP SETPCAP DUMPABLE dump suid sgid UID DISABLE GET
2273 %  LocalWords:  ENDIAN endianness BIG big endian LITTLE little PPC PowerPC ia
2274 %  LocalWords:  FPEMU NOPRINT SIGFPE FPEXC point exception FP EXC SW ENABLE
2275 %  LocalWords:  OVF overflow UND underflow RES INV DISABLED NONRECOV ASYNC AO
2276 %  LocalWords:  KEEPCAPS pag exec SECURE KEEP CAPS securebits LOCKED NAME NUL
2277 %  LocalWords:  char PDEATHSIG SIGCHLD fork PTRACER PID tracer process ptrace
2278 %  LocalWords:  Security Modules ANY Yama SECCOMP secure computing seccomp vm
2279 %  LocalWords:  STRICT strict FILTER filter SIGKILL TIMING STATISTICAL TSC fn
2280 %  LocalWords:  TIMESTAMP timestamp Stamp Counter SIGSEGV UNALIGN SIGBUS MCE
2281 %  LocalWords:  KILL siginfo MCEERR memory failure early kill CLEAR child cap
2282 %  LocalWords:  reaper SUBREAPER init value result thread like flags stack FS
2283 %  LocalWords:  race condition malloc NULL copy write glibc vsyscall sched RT
2284 %  LocalWords:  void pid ptid struct desc tls ctid EAGAIN ENOMEM exit Posix
2285 %  LocalWords:  Library PARENT SETTID SETTLS TID CLEARTID futex FILES table
2286 %  LocalWords:  descriptor umask dell'I scheduler SIGHAND STOPPED SYSVSEM IPC
2287 %  LocalWords:  UNTRACED VFORK vfork mount filesystem LSM Mandatory Access fs
2288 %  LocalWords:  Control DAC MAC SELinux Smack Tomoyo AppArmor Discrectionary
2289 %  LocalWords:  permitted inheritable effective fig security ADMIN forced new
2290 %  LocalWords:  allowed dall' bound MODULE nell' all' capset sendmail SETGID
2291 %  LocalWords:  setuid orig IMMUTABLE MKNOD OVERRIDE SEARCH CHOWN FSETID LOCK
2292 %  LocalWords:  FOWNER saved FIXUP NOROOT AUDIT BLOCK SUSPEND SETFCAP group
2293 %  LocalWords:  socket domain locking mlock mlockall shmctl mmap OWNER LEASE
2294 %  LocalWords:  lease immutable append only mknod BIND SERVICE BROADCAST RAW
2295 %  LocalWords:  broadcast multicast PACKET CHROOT chroot NICE PACCT RAWIO TTY
2296 %  LocalWords:  accounting ioperm iopl RESOURCE CONFIG hangup vhangup SYSLOG
2297 %  LocalWords:  WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME REALTIME sticky NOATIME fcntl swap
2298 %  LocalWords:  multicasting dell'IPC SysV trusted IOPRIO CLASS IDLE lookup
2299 %  LocalWords:  scheduling dcookie NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling
2300 %  LocalWords:  ext capget header hdrp datap const ESRCH SOURCE undef version
2301 %  LocalWords:  libcap lcap obj to text dup clear DIFFERS get ncap caps ssize
2302 %  LocalWords:  argument length all setpcap from string name proc cat capgetp
2303 %  LocalWords:  capsetp getcap read sigreturn sysctl protected hardlinks tmp
2304 %  LocalWords:  dell' symlink symlinks pathname TOCTTOU of