1 \chapter{La gestione avanzata dei processi}
2 \label{cha:proc_advanced}
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{system call} attinenti ad una serie di funzionalità specialistiche come
10 la gestione della virgola mobile, le porte di I/O ecc.
12 \section{La gestione avanzata della sicurezza}
13 \label{sec:process_security}
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
24 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
25 \label{sec:proc_capabilities}
27 \itindbeg{capabilities}
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).
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.
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
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}''.
70 \itindbeg{file~capabilities}
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}.
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}.
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.
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
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}
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
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).
166 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
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.
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}.}
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
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}).
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.
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.
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}.}
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.
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:
261 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
263 % \begin{figure}[!htbp]
264 % \footnotesize \centering
265 % \begin{minipage}[c]{12cm}
266 % \includecodesnip{listati/cap-results.c}
268 % \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
270 % \label{fig:cap_across_exec}
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}.
278 \itindend{capabilities~bounding~set}
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.
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.
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
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}.
328 \label{sec:capability-uid-transition}
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}.
339 \itindbeg{securebits}
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}.
353 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
355 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
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
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}).\\
382 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
383 \textit{securebits}.}
384 \label{tab:securebits_values}
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}.
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}.
407 \itindend{securebits}
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}.
419 \itindend{file~capabilities}
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
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/
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.
446 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
448 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
452 % POSIX-draft defined capabilities.
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
467 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
468 \constd{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& Evitare il controllo dei
469 permessi di lettura ed esecuzione per
471 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
472 \const{CAP\_FOWNER} & Evitare il controllo della proprietà di un file
473 per tutte le operazioni privilegiate non coperte
474 dalle precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
475 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
476 \constd{CAP\_FSETID} & Evitare la cancellazione automatica dei bit
477 \acr{suid} e \acr{sgid} quando un file
478 per i quali sono impostati viene modificato da
479 un processo senza questa capacità e la capacità
480 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
481 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
483 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
484 \constd{CAP\_KILL} & Mandare segnali a qualunque
485 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
486 \constd{CAP\_SETFCAP} & Impostare le \textit{capabilities} di un file
487 (dal kernel 2.6.24).\\
488 \constd{CAP\_SETGID} & Manipolare i group ID dei
489 processi, sia il principale che i supplementari,
490 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
491 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
492 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
493 \constd{CAP\_SETUID} & Manipolare gli user ID del
494 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
495 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
496 delle credenziali coi socket \textit{unix
497 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
499 % Linux specific capabilities
502 \constd{CAP\_IPC\_LOCK} & Effettuare il \textit{memory locking} con le
503 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
504 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
505 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
506 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
507 % TODO verificare l'interazione con SHM_HUGETLB
508 \constd{CAP\_IPC\_OWNER}& Evitare il controllo dei permessi
509 per le operazioni sugli oggetti di
510 intercomunicazione fra processi (vedi
511 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
512 \constd{CAP\_LEASE} & Creare dei \textit{file lease} (vedi
513 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
514 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
516 \constd{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& Impostare sui file gli attributi
517 \textit{immutable} e \textit{append-only} (vedi
518 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) se
520 \constd{CAP\_MAC\_ADMIN}& Amministrare il \textit{Mandatory
521 Access Control} di \textit{Smack} (dal kernel
523 \constd{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& Evitare il \textit{Mandatory
524 Access Control} di \textit{Smack} (dal kernel
526 \constd{CAP\_MKNOD} & Creare file di dispositivo con \func{mknod} (vedi
527 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
528 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & Eseguire alcune operazioni
529 privilegiate sulla rete.\\
530 \constd{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& Porsi in ascolto su porte riservate (vedi
531 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
532 \constd{CAP\_NET\_BROADCAST}& Consentire l'uso di socket in
533 \textit{broadcast} e \textit{multicast}.\\
534 \constd{CAP\_NET\_RAW} & Usare socket \texttt{RAW} e \texttt{PACKET}
535 (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
536 \const{CAP\_SETPCAP} & Effettuare modifiche privilegiate alle
537 \textit{capabilities}.\\
538 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & Eseguire una serie di compiti amministrativi.\\
539 \constd{CAP\_SYS\_BOOT} & Eseguire un riavvio del sistema (vedi
540 sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
541 \constd{CAP\_SYS\_CHROOT}& Eseguire la funzione \func{chroot} (vedi
542 sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
543 \constd{CAP\_SYS\_MODULE}& Caricare e rimuovere moduli del kernel.\\
544 \const{CAP\_SYS\_NICE} & Modificare le varie priorità dei processi (vedi
545 sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
546 \constd{CAP\_SYS\_PACCT}& Usare le funzioni di \textit{accounting} dei
548 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
549 \constd{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
551 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
552 \constd{CAP\_SYS\_RAWIO}& Operare sulle porte di I/O con \func{ioperm} e
554 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
555 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& Superare le varie limitazioni sulle risorse.\\
556 \constd{CAP\_SYS\_TIME} & Modificare il tempo di sistema (vedi
557 sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
558 \constd{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}&Simulare un \textit{hangup} della console,
559 con la funzione \func{vhangup}.\\
560 \constd{CAP\_SYSLOG} & Gestire il buffer dei messaggi
561 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
562 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
563 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
564 \constd{CAP\_WAKE\_ALARM}&Usare i timer di tipo
565 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
566 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
567 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
570 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
572 \label{tab:proc_capabilities}
575 \constbeg{CAP\_SETPCAP}
577 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
578 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
579 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
580 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
581 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
582 \textit{capabilities} presenti nel suo \textit{permitted set} su un qualunque
583 altro processo. In realtà questo non è mai stato l'uso inteso nelle bozze
584 dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già accennato, dato che questa
585 capacità è sempre stata assente (a meno di specifiche ricompilazioni del
586 kernel) nel \textit{capabilities bounding set} usato di default, essa non è
587 neanche mai stata realmente disponibile.
589 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
590 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
591 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
592 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
593 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
594 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
595 set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
596 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
597 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
598 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
600 \constend{CAP\_SETPCAP}
601 \constbeg{CAP\_FOWNER}
603 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
604 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
605 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
606 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\ids{UID} effettivo del
607 processo (o meglio l'\ids{UID} di filesystem, vedi
608 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
609 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
610 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
611 impostazioni degli attributi dei file e delle ACL (vedi
612 sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
613 \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
614 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
615 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
616 sez.~\ref{sec:file_open_close} e sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}) senza
619 \constend{CAP\_FOWNER}
620 \constbeg{CAP\_NET\_ADMIN}
622 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
623 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
624 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
625 il \textit{multicasting} (vedi sez.\ref{sec:sock_ipv4_options}), eseguire la
626 configurazione delle interfacce di rete (vedi
627 sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la tabella di instradamento.
629 \constend{CAP\_NET\_ADMIN}
630 \constbeg{CAP\_SYS\_ADMIN}
632 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
633 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
634 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
635 disattivare la \textit{swap}, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
636 sez.~\ref{sec:filesystem_mounting}), effettuare operazioni di controllo su
637 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
638 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
639 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \ids{UID} arbitrario nella
640 trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
641 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
642 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
643 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
644 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
645 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfiled{fs/file-max}.}
646 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
647 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
648 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
649 sez.~\ref{sec:process_clone}).
651 \constend{CAP\_SYS\_ADMIN}
652 \constbeg{CAP\_SYS\_NICE}
654 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
655 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
656 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
657 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
658 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
659 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
660 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
661 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
662 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
663 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
665 \constend{CAP\_SYS\_NICE}
666 \constbeg{CAP\_SYS\_RESOURCE}
668 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
669 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
670 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
671 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
672 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
673 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
674 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
675 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
677 \constend{CAP\_SYS\_RESOURCE}
679 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
680 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
681 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni di sistema sono
682 \funcd{capget} e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione
683 basso livello; i loro rispettivi prototipi sono:
686 \fhead{sys/capability.h}
687 \fdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
688 \fdesc{Legge le \textit{capabilities}.}
689 \fdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t datap)}
690 \fdesc{Imposta le \textit{capabilities}.}
693 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
694 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
696 \item[\errcode{EFAULT}] si è indicato un puntatore sbagliato o nullo
697 per \param{hdrp} o \param{datap} (quest'ultimo può essere nullo solo se si
698 usa \func{capget} per ottenere la versione delle \textit{capabilities}
700 \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un valore non valido per uno dei
701 campi di \param{hdrp}, in particolare una versione non valida della
702 versione delle \textit{capabilities}.
703 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità nell'insieme
704 delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una capacità non
705 presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme delle effettive o
706 ereditate, o si è cercato di impostare una \textit{capability} di un altro
707 processo senza avare \const{CAP\_SETPCAP}.
708 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
713 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
714 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
715 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
716 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
717 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
718 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
719 \headfiled{sys/capability.h}) requisito che non risulta più
720 presente.\footnote{e non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero
726 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
727 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
730 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
731 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
732 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
733 \label{fig:cap_kernel_struct}
736 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
737 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
738 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
739 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
740 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
741 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
742 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
743 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
744 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
746 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
747 tramite il campo \var{pid}, il \ids{PID} del processo del quale si vogliono
748 leggere o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si
749 usano le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o il \ids{PID} del
750 processo chiamante, che sono equivalenti. Non tratteremo, essendo comunque di
751 uso irrilevante, il caso in cui, in mancanza di tale supporto, la funzione può
752 essere usata per modificare le \textit{capabilities} di altri processi, per il
753 quale si rimanda, se interessati, alla lettura della pagina di manuale.
755 Il campo \var{version} deve essere impostato al valore della versione delle
756 stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle costanti
757 \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct})
758 altrimenti le funzioni ritorneranno con un errore di \errcode{EINVAL},
759 restituendo nel campo stesso il valore corretto della versione in uso. La
760 versione due è comunque deprecata e non deve essere usata, ed il kernel
761 stamperà un avviso se lo si fa.
763 I valori delle \textit{capabilities} devono essere passati come maschere
764 binarie;\footnote{e si tenga presente che i valori di
765 tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati direttamente,
766 indicando il numero progressivo del bit associato alla relativa capacità.}
767 con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit inoltre il
768 puntatore \param{datap} non può essere più considerato come relativo ad una
769 singola struttura, ma ad un vettore di due strutture.\footnote{è questo cambio
770 di significato che ha portato a deprecare la versione 2, che con
771 \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow per vecchie applicazioni
772 che continuavano a considerare \param{datap} come puntatore ad una singola
775 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
776 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
777 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
778 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
779 dello standard POSIX.1e, non fanno parte della \acr{glibc} e sono fornite in
780 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
781 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
782 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente al compilatore l'uso
783 della suddetta libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap}.
785 \itindbeg{capability~state}
787 Le funzioni dell'interfaccia alle \textit{capabilities} definite nelle bozze
788 dello standard POSIX.1e prevedono l'uso di un tipo di dato opaco,
789 \typed{cap\_t}, come puntatore ai dati mantenuti nel cosiddetto
790 \textit{capability state},\footnote{si tratta in sostanza di un puntatore ad
791 una struttura interna utilizzata dalle librerie, i cui campi non devono mai
792 essere acceduti direttamente.} in sono memorizzati tutti i dati delle
793 \textit{capabilities}.
795 In questo modo è possibile mascherare i dettagli della gestione di basso
796 livello, che potranno essere modificati senza dover cambiare le funzioni
797 dell'interfaccia, che fanno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo.
798 L'interfaccia pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e
799 leggere le \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati
800 attraverso i \textit{capability state}, che presentano notevoli affinità,
801 essendo parte di bozze dello stesso standard, con quelle già viste per le ACL.
803 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
804 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
805 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
808 \fhead{sys/capability.h}
809 \fdecl{cap\_t cap\_init(void)}
810 \fdesc{Crea ed inizializza un \textit{capability state}.}
813 {La funzione ritorna un \textit{capability state} in caso di successo e
814 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere solo il
815 valore \errval{ENOMEM}. }
818 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
819 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
820 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
821 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}.
823 La memoria necessaria a mantenere i dati viene automaticamente allocata da
824 \func{cap\_init}, ma dovrà essere disallocata esplicitamente quando non è più
825 necessaria utilizzando, per questo l'interfaccia fornisce una apposita
826 funzione, \funcd{cap\_free}, il cui prototipo è:
829 \fhead{sys/capability.h}
830 \fdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
831 \fdesc{Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}..}
834 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
835 caso \var{errno} potrà assumere solo il valore \errval{EINVAL}.
840 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
841 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
842 sarà un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale dello
843 stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
844 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento sarà un dato di tipo
845 \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è dichiarato
846 come \texttt{void *}, per evitare la necessità di eseguire un \textit{cast},
847 ma dovrà comunque corrispondere ad un puntatore ottenuto tramite le altre
848 funzioni della libreria, altrimenti la funzione fallirà con un errore di
851 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
852 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
855 \fhead{sys/capability.h}
856 \fdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
857 \fdesc{Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.}
860 {La funzione ritorna un \textit{capability state} in caso di successo e
861 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori
862 \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL} nel loro significato generico.}
866 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
867 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
868 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
869 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
870 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
871 potranno essere modificati in maniera completamente indipendente, ed alla fine
872 delle operazioni si dovrà disallocare anche la copia, oltre all'originale.
874 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
875 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
876 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
879 \fhead{sys/capability.h}
880 \fdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
881 \fdesc{Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
882 \textit{capabilities}.}
885 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
886 caso \var{errno} potrà assumere solo il valore \errval{EINVAL}.
890 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
891 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
892 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
893 creazione con \func{cap\_init}.
895 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
896 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
897 insieme fra quelli elencati a pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo
901 \fhead{sys/capability.h}
902 \fdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
903 \fdesc{Cancella delle \textit{capabilities} da un \textit{capability state}.}
906 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
907 caso \var{errno} potrà assumere solo il valore \errval{EINVAL}.
911 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
912 da \param{cap\_p} con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato
913 con una variabile di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere
914 esclusivamente\footnote{si tratta in effetti di un tipo enumerato, come si può
915 verificare dalla sua definizione che si trova in
916 \headfile{sys/capability.h}.} uno dei valori illustrati in
917 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
922 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
924 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
927 \constd{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
928 \constd{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
929 \constd{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
932 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \typed{cap\_flag\_t} che
933 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
934 \label{tab:cap_set_identifier}
937 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
938 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
942 \fhead{sys/capability.h}
943 \fdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
944 \fdesc{Confronta due \textit{capability state}.}
947 {La funzione ritorna $0$ se i \textit{capability state} sono identici
948 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
952 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
953 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
954 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
955 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
956 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
957 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
962 \fhead{sys/capability.h}
963 \fdecl{int \macrod{CAP\_DIFFERS}(value, flag)}
964 \fdesc{Controlla lo stato di eventuali differenze delle \textit{capabilities}
965 nell'insieme \texttt{flag}.}
970 La macro richiede che si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
971 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
972 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
973 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
974 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
976 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
977 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
978 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
979 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
980 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
983 \fhead{sys/capability.h}
984 \fdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
986 \phantom{int cap\_get\_flag(}cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
987 \fdesc{Legge il valore di una \textit{capability}.}
988 \fdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
989 cap\_value\_t *caps, \\
990 \phantom{int cap\_set\_flag(}cap\_flag\_value\_t value)}
991 \fdesc{Imposta il valore di una \textit{capability}.}
994 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
995 caso \var{errno} potrà assumere solo il valore \errval{EINVAL}.
999 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
1000 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
1001 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
1002 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}. La capacità che si intende controllare o
1003 impostare invece deve essere specificata attraverso una variabile di tipo
1004 \typed{cap\_value\_t}, che può prendere come valore uno qualunque di quelli
1005 riportati in tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è
1006 possibile combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di
1007 tipo \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
1008 \headfile{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
1009 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
1010 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
1012 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
1013 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
1014 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
1015 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
1020 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1022 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1025 \constd{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
1026 \constd{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
1029 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \typed{cap\_flag\_value\_t} che
1030 indica lo stato di una capacità.}
1031 \label{tab:cap_value_type}
1034 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
1035 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
1036 \param{flag} e lo restituisce come \textit{value result argument} nella
1037 variabile puntata dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
1038 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
1039 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
1040 lo stato di una capacità alla volta.
1042 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
1043 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
1044 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
1045 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
1046 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
1047 (cancellazione o attivazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
1048 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
1049 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
1051 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
1052 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
1053 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
1054 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
1055 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
1056 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
1059 \fhead{sys/capability.h}
1060 \fdecl{char *cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t *length\_p)}
1061 \fdesc{Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.}
1064 {La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione delle
1065 \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel
1066 qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}
1067 nel loro significato generico.}
1070 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
1071 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
1072 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
1073 restituisce come \textit{value result argument} nella variabile intera da
1074 questo puntata la lunghezza della stringa. La stringa restituita viene
1075 allocata automaticamente dalla funzione e pertanto dovrà essere liberata con
1078 La rappresentazione testuale, che viene usata anche dai programmi di gestione a
1079 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
1080 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
1081 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
1082 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
1083 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
1085 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
1086 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
1087 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
1088 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
1089 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
1090 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
1091 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
1092 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
1093 essere sempre minuscole, e se ne può indicare più di uno.
1095 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
1096 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
1097 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
1098 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
1099 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
1100 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
1101 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
1102 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
1104 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
1105 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
1106 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
1107 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
1108 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
1109 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
1110 doverlo scrivere esplicitamente.
1112 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
1113 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
1114 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
1115 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
1116 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
1117 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
1118 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
1119 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
1120 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
1121 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
1122 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
1123 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
1126 Viceversa per ottenere un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione
1127 testuale si può usare la funzione \funcd{cap\_from\_text}, il cui prototipo è:
1130 \fhead{sys/capability.h}
1131 \fdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
1132 \fdesc{Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.}
1135 {La funzione ritorna un \textit{capability state} in caso di successo e
1136 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori
1137 \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM} nel loro significato generico.}
1141 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
1142 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
1143 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
1144 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
1145 con \func{cap\_free}.
1147 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
1148 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
1149 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
1150 \funcd{cap\_to\_name} e \funcd{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
1151 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
1154 \fhead{sys/capability.h}
1155 \fdecl{char *cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
1156 \fdesc{Converte il valore numerico di una \textit{capabilities} alla sua
1157 rappresentazione testuale.}
1158 \fdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
1160 \fdesc{Converte la rappresentazione testuale di una \textit{capabilities} al
1161 suo valore numerico.}
1164 {La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un puntatore ad una stringa in caso
1165 di successo e \val{NULL} per un errore, mentre \func{cap\_to\_name} ritorna
1166 $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, per entrambe in caso di errore
1167 \var{errno} assumerà i valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM} nel loro
1168 significato generico.
1172 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
1173 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
1174 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
1175 da \param{cap\_p}, come \textit{value result argument}, il valore della
1176 capacità rappresentata dalla stringa \param{name}.
1178 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
1179 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
1180 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
1181 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
1182 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
1183 processo corrente, il suo prototipo è:
1186 \fhead{sys/capability.h}
1187 \fdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
1188 \fdesc{Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.}
1191 {La funzione ritorna un \textit{capability state} in caso di successo e
1192 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori
1193 \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM} nel loro significato
1197 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
1198 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
1199 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
1200 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
1201 non sarà più utilizzato.
1203 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
1204 specifico occorre usare la funzione \funcd{cap\_get\_pid}, il cui
1205 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
1206 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
1207 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
1208 dichiarazione della stessa in \headfile{sys/capability.h}.} è:
1211 \fhead{sys/capability.h}
1212 \fdecl{cap\_t cap\_get\_pid(pid\_t pid)}
1213 \fdesc{Legge le \textit{capabilities} di un processo.}
1216 {La funzione ritorna un \textit{capability state} in caso di successo e
1217 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori
1218 \errval{ESRCH} o \errval{ENOMEM} nel loro significato generico. }
1221 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
1222 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato tramite il puntatore
1223 ad un \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad
1224 allocare autonomamente e che al solito deve essere disallocato con
1225 \func{cap\_free}. Qualora il processo indicato non esista si avrà un errore di
1226 \errval{ESRCH}. Gli stessi valori possono essere letti direttamente nel
1227 filesystem \textit{proc}, nei file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per
1228 \texttt{init} si otterrà qualcosa del tipo:
1230 piccardi@hain:~/gapil$ \textbf{cat /proc/1/status}
1232 CapInh: 0000000000000000
1233 CapPrm: 00000000fffffeff
1234 CapEff: 00000000fffffeff
1239 \itindend{capability~state}
1241 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (nella
1242 bozza dello standard POSIX.1e non esiste una funzione che permetta di cambiare
1243 le \textit{capabilities} di un altro processo) si deve usare la funzione
1244 \funcd{cap\_set\_proc}, il cui prototipo è:
1247 \fhead{sys/capability.h}
1248 \fdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
1249 \fdesc{Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.}
1252 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1253 caso \var{errno} assumerà i valori:
1255 \item[\errcode{EPERM}] si è cercato di attivare una capacità non permessa.
1256 \end{errlist} ed inoltre \errval{EINVAL} nel suo significato generico.}
1259 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
1260 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
1261 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
1262 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse).
1264 In caso di successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della
1265 funzione, in caso di fallimento invece lo stato delle capacità resterà
1266 invariato. Si tenga presente che \textsl{tutte} le capacità specificate
1267 tramite \param{cap\_p} devono essere permesse; se anche una sola non lo è la
1268 funzione fallirà, e per quanto appena detto, lo stato delle
1269 \textit{capabilities} non verrà modificato (neanche per le parti eventualmente
1272 Oltre a queste funzioni su Linux sono presenti due ulteriori funzioni,
1273 \funcm{capgetp} e \funcm{capsetp}, che svolgono un compito analogo. Queste
1274 funzioni risalgono alla implementazione iniziale delle \textit{capabilities}
1275 ed in particolare \funcm{capsetp} consentirebbe anche, come possibile in quel
1276 caso, di cambiare le capacità di un altro processo. Le due funzioni oggi sono
1277 deprecate e pertanto eviteremo di trattarle, per chi fosse interessato si
1278 rimanda alla lettura della loro pagina di manuale.
1280 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
1281 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
1282 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
1283 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
1284 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
1285 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
1286 processo qualunque il cui \ids{PID} viene passato come parametro dell'opzione.
1288 \begin{figure}[!htbp]
1289 \footnotesize \centering
1290 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
1291 \includecodesample{listati/getcap.c}
1294 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
1295 \label{fig:proc_getcap}
1298 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
1299 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
1300 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
1301 che si è tralasciata) al valore del \ids{PID} del processo di cui si vuole
1302 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
1303 (\texttt{\small 1-6}) si utilizza (\texttt{\small 2}) \func{cap\_get\_proc}
1304 per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel secondo (\texttt{\small
1305 7-13}) si usa invece \func{cap\_get\_pid} (\texttt{\small 8}) per leggere
1306 il valore delle capacità del processo indicato.
1308 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 15}) \func{cap\_to\_text} per
1309 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 16}) stamparlo; infine
1310 (\texttt{\small 18-19}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
1311 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
1314 \itindend{capabilities}
1316 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
1317 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
1323 \subsection{La gestione del \textit{Secure Computing}.}
1324 \label{sec:procadv_seccomp}
1326 \itindbeg{secure~computing~mode}
1328 Il \textit{secure computing mode} è un meccanismo ideato per fornire un
1329 supporto per l'esecuzione di codice esterno non fidato e non verificabile a
1330 scopo di calcolo. L'idea era quella di disporre di una modalità di esecuzione
1331 dei programmi che permettesse di vendere la capacità di calcolo della propria
1332 macchina ad un qualche servizio di calcolo distribuito, senza comprometterne
1333 la sicurezza eseguendo codice non sotto il proprio controllo.
1335 La prima versione del meccanismo è stata introdotta con il kernel
1336 2.6.23,\footnote{e disponibile solo avendo abilitato il supporto nel kernel
1337 con l'opzione di configurazione \texttt{CONFIG\_SECCOMP}.} è molto semplice,
1338 il \textit{secure computing mode} viene attivato con \func{prctl} usando
1339 l'opzione \const{PR\_SET\_SECCOMP}, ed indicando \const{SECCOMP\_MODE\_STRICT}
1340 come valore per \param{arg2} (all'epoca unico valore possibile). Una volta
1341 abilitato in questa modalità (in seguito denominata \textit{strict mode}) il
1342 processo o il \textit{thread} chiamante potrà utilizzare soltanto un insieme
1343 estremamente limitato di \textit{system call}: \func{read}, \func{write},
1344 \func{\_exit} e \funcm{sigreturn}; l'esecuzione di qualsiasi altra
1345 \textit{system call} comporta l'emissione di un \signal{SIGKILL} e conseguente
1346 terminazione immediata del processo.
1348 Si tenga presente che in questo caso, con versioni recenti della \acr{glibc}
1349 (il comportamento è stato introdotto con la 2.3), diventa impossibile usare
1350 anche \func{\_exit} in \textit{strict mode}, in quanto questa funzione viene
1351 intercettata ed al suo posto viene chiamata \func{exit\_group} (vedi
1352 sez.~\ref{sec:pthread_management}) che non è consentita e comporta un
1355 Si tenga presente che, non essendo \func{execve} fra le funzioni permesse, per
1356 poter eseguire un programma terzo essendo in \textit{strict mode} questo dovrà
1357 essere fornito in una forma di codice interpretabile fornito attraverso un
1358 socket o una \textit{pipe}, creati prima di lanciare il processo che eseguirà
1359 il codice non fidato.
1362 % TODO a partire dal kernel 3.5 è stato introdotto la possibilità di usare un
1363 % terzo argomento se il secondo è SECCOMP_MODE_FILTER, vedi
1364 % Documentation/prctl/seccomp_filter.txt
1365 % vedi anche http://lwn.net/Articles/600250/
1367 % TODO documentare PR_SET_SECCOMP introdotto a partire dal kernel 3.5. Vedi:
1368 % * Documentation/prctl/seccomp_filter.txt
1369 % * http://lwn.net/Articles/475043/
1371 % TODO a partire dal kernel 3.17 è stata introdotta la nuova syscall seccomp,
1372 % vedi http://lwn.net/Articles/600250/ e http://lwn.net/Articles/603321/
1375 \itindend{secure~computing~mode}
1377 \subsection{Altre funzionalità di sicurezza.}
1378 \label{sec:procadv_security_misc}
1380 Oltre alle funzionalità specifiche esaminate nelle sezioni precedenti, il
1381 kernel supporta una varietà di ulteriori impostazioni di sicurezza,
1382 accessibili nelle maniere più varie, che abbiamo raccolto in questa sezione.
1384 Una serie di modalità di sicurezza sono attivabili a richiesta attraverso
1385 alcune opzioni di controllo attivabili via \func{sysctl} o il filesystem
1386 \texttt{/proc}, un elenco delle stesse e dei loro effetti è il seguente:
1388 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
1389 \item[\sysctlrelfiled{fs}{protected\_hardlinks}] Un valore nullo, il default,
1390 mantiene il comportamento standard che non pone restrizioni alla creazione
1391 di \textit{hard link}. Se il valore viene posto ad 1 vengono invece attivate
1392 una serie di restrizioni protettive, denominate
1393 \itindex{protected~hardlinks} \textit{protected hardlinks}, che se non
1394 soddisfatte causano il fallimento di \func{link} con un errore di
1395 \errval{EPERM}. Perché questo non avvenga almeno una delle seguenti
1396 condizioni deve essere soddisfatta:
1398 \item il chiamante deve avere privilegi amministrativi (la
1399 \textit{capability} \const{CAP\_FOWNER}). In caso di utilizzo
1400 dell'\textit{user namespace} oltre a possedere \const{CAP\_FOWNER} è
1401 necessario che l'\ids{UID} del proprietario del file sia mappato nel
1403 \item il \textit{filesystem} \ids{UID} del chiamante (normalmente
1404 equivalente all'\ids{UID} effettivo) deve corrispondere a quello del
1405 proprietario del file a cui si vuole effettuare il collegamento.
1406 \item devono essere soddisfatte tutte le seguenti condizioni:
1408 \item il file è un file ordinario
1409 \item il file non ha il \acr{suid} bit attivo
1410 \item il file non ha lo \acr{sgid} bit attivo ed il permesso di esecuzione
1412 \item il chiamante ha i permessi di lettura e scrittura sul file
1416 In sostanza in questo caso un utente potrà creare un collegamento diretto ad
1417 un altro file solo se ne è il proprietario o se questo è un file ordinario
1418 senza permessi speciali ed a cui ha accesso in lettura e scrittura.
1420 Questa funzionalità fornisce una protezione generica che non inficia l'uso
1421 ordinario di \func{link}, ma rende impraticabili una serie di possibili
1422 abusi della stessa; oltre ad impedire l'uso di un \textit{hard link} come
1423 variante in un attacco di \textit{symlink race} (eludendo i
1424 \textit{protected symlinks} di cui al punto successivo), evita anche che si
1425 possa lasciare un riferimento ad un eventuale programma \acr{suid}
1426 vulnerabile, creando un collegamento diretto allo stesso.
1429 \item[\sysctlrelfiled{fs}{protected\_symlinks}] Un valore nullo, il default,
1430 mantiene il comportamento standard che non pone restrizioni nel seguire i
1431 link simbolici. Se il valore viene posto ad 1 vengono attivate delle
1432 restrizioni protettive, denominate \itindex{protected~symlinks}
1433 \textit{protected symlinks}. Quando vengono attivate una qualunque funzione
1434 che esegua la risoluzione di un \textit{pathname} contenente un link
1435 simbolico non conforme alle restrizioni fallirà con un errore di
1436 \errval{EACCESS}. Per evitare l'errore deve essere soddisfatta una delle
1437 seguenti condizioni:
1439 \item il link non è in una directory con permessi analoghi a \file{/tmp}
1440 (scrivibile a tutti e con lo \textit{sticky bit} attivo);
1441 \item il link è in una directory con permessi analoghi a \file{/tmp} ma è
1442 soddisfatta una delle condizioni seguenti:
1444 \item il link simbolico appartiene al chiamante: il controllo viene fatto
1445 usando il \textit{filesystem} \ids{UID} (che normalmente corrisponde
1446 all'\ids{UID} effettivo).
1447 \item il link simbolico ha lo stesso proprietario della directory.
1451 Questa funzionalità consente di rendere impraticabili alcuni attacchi in cui
1452 si approfitta di una differenza di tempo fra il controllo e l'uso di un
1453 file, ed in particolare quella classe di attacchi viene usualmente chiamati
1454 \textit{symlink attack},\footnote{si tratta di un sottoinsieme di quella
1455 classe di attacchi chiamata genericamente \textit{TOCTTOU}, acronimo
1456 appunto di \textit{Time of check to time of use}.} di cui abbiamo parlato
1457 in sez.~\ref{sec:file_temp_file}.
1459 Un possibile esempio di questo tipo di attacco è quello contro un programma
1460 che viene eseguito per conto di un utente privilegiato (ad esempio un
1461 programma con il \acr{suid} o lo \acr{sgid} bit attivi) che prima controlla
1462 l'esistenza di un file e se non esiste lo crea. Se questa procedura, che è
1463 tipica della creazione di file temporanei sotto \file{/tmp}, non viene
1464 eseguita in maniera corretta,\footnote{ad esempio con le modalità che
1465 abbiamo trattato in sez.~\ref{sec:file_temp_file}, che per quanto note da
1466 tempo continuano ad essere ignorate.} un attaccante ha una finestra di
1467 tempo in cui può creare prima del programma un \textit{link simbolico} ad un
1468 file di sua scelta, compresi file di dispositivo o file a cui non avrebbe
1469 accesso, facendolo poi utilizzare al programma.
1471 Attivando la funzionalità si rende impossibile seguire un link simbolico in
1472 una directory temporanea come \texttt{/tmp}, a meno che questo non sia di
1473 proprietà del chiamante, o che questo non appartenga al proprietario della
1474 directory. Questo impedisce che i link simbolici creati da un attaccante
1475 possano essere seguiti da un programma privilegiato (perché apparterranno
1476 all'attaccante) mentre quelli creati dall'amministratore (che i genere è il
1477 proprietario di \texttt{/tmp}) saranno seguiti comunque.
1482 % TODO: trattare pure protected_regular e protected_fifos introdotti con il
1483 % 4.19 (vedi https://lwn.net/Articles/763106/)
1487 % TODO: trattare keyctl (man 2 keyctl)
1488 % (fare sezione dedicata ????)
1489 % TODO documentare la Crypto API del kernel
1492 % TODO trattare le funzioni di protezione della memoria pkey_alloc, pkey_free,
1493 % pkey_mprotect, introdotte con il kernel 4.8, vedi
1494 % http://lwn.net/Articles/689395/ e Documentation/x86/protection-keys.txt
1496 % TODO documentare la syscall getrandom, introdotta con il kernel 3.17, vedi
1497 % http://lwn.net/Articles/606141/, ed introdotta con le glibc solo con la
1498 % versione 2.25, vedi https://lwn.net/Articles/711013/
1500 %\subsection{La gestione delle chiavi crittografiche}
1501 %\label{sec:keyctl_management}
1503 % TODO non è chiaro se farlo qui, ma documentare la syscall bpf aggiunta con il
1504 % kernel 3.18, vedi http://lwn.net/Articles/612878/; al riguardo vedi anche
1505 % https://lwn.net/Articles/660331/
1508 \section{Funzioni di gestione e controllo}
1509 \label{sec:proc_manage_control}
1511 In questa sezione prenderemo in esame alcune specifiche \textit{system call}
1512 dedicate al controllo dei processi sia per quanto riguarda l'impostazione di
1513 caratteristiche specialistiche, che per quanto riguarda l'analisi ed il
1514 controllo della loro esecuzione.
1516 \subsection{La funzione \func{prctl}}
1517 \label{sec:process_prctl}
1519 Benché la gestione ordinaria dei processi possa essere effettuata attraverso
1520 le funzioni che abbiamo già esaminato nei capitoli \ref{cha:process_interface}
1521 e \ref{cha:process_handling}, esistono una serie di proprietà e
1522 caratteristiche specifiche dei processi per la cui gestione è stata
1523 predisposta una apposita \textit{system call} che fornisce una interfaccia
1524 generica per tutte le operazioni specialistiche. La funzione di sistema è
1525 \funcd{prctl} ed il suo prototipo è:\footnote{la funzione non è standardizzata
1526 ed è specifica di Linux, anche se ne esiste una analoga in IRIX; è stata
1527 introdotta con il kernel 2.1.57.}
1531 \fdecl{int prctl(int option, unsigned long arg2, unsigned long arg3, unsigned
1533 \phantom{int prctl(}unsigned long arg5)}
1534 \fdesc{Esegue una operazione speciale sul processo corrente.}
1537 {La funzione ritorna $0$ o un valore positivo dipendente dall'operazione in
1538 caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
1539 valori diversi a seconda del tipo di operazione richiesta, sono possibili:
1540 \errval{EACCESS}, \errval{EBADF}, \errval{EBUSY}, \errval{EFAULT},
1541 \errval{EINVAL}, \errval{ENXIO}, \errval{EOPNOTSUPP} o \errval{EPERM}.}
1544 La funzione ritorna in caso di successo un valore nullo o positivo, e $-1$ in
1545 caso di errore. Il significato degli argomenti della funzione successivi al
1546 primo, il valore di ritorno in caso di successo, il tipo di errore restituito
1547 in \var{errno} dipendono dall'operazione eseguita, indicata tramite il primo
1548 argomento, \param{option}. Questo è un valore intero che identifica
1549 l'operazione, e deve essere specificato con l'uso di una delle costanti
1550 predefinite del seguente elenco.\footnote{l'elenco potrebbe non risultare
1551 aggiornato, in quanto nuove operazioni vengono aggiunte nello sviluppo del
1552 kernel.} Tratteremo esplicitamente per ciascuna di esse il significato del
1553 il valore di ritorno in caso di successo, ma solo quando non corrisponde
1554 all'ordinario valore nullo (dato per implicito).
1556 %TODO: trattare PR_CAP_AMBIENT, dal 4.3
1557 %TODO: trattare PR_CAP_FP_*, dal 4.0, solo per MIPS
1558 %TODO: trattare PR_MPX_*_MANAGEMENT, dal 3.19
1559 %TODO: trattare PR_*NO_NEW_PRIVS, dal 3.5
1561 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.5cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
1562 \item[\constd{PR\_CAPBSET\_READ}] Controlla la disponibilità di una delle
1563 \textit{capability} (vedi sez.~\ref{sec:proc_capabilities}). La funzione
1564 ritorna 1 se la capacità specificata nell'argomento \param{arg2} (con una
1565 delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities}) è presente nel
1566 \textit{capabilities bounding set} del processo e zero altrimenti,
1567 se \param{arg2} non è un valore valido si avrà un errore di \errval{EINVAL}.
1568 Introdotta a partire dal kernel 2.6.25.
1570 \item[\constd{PR\_CAPBSET\_DROP}] Rimuove permanentemente una delle
1571 \textit{capabilities} (vedi sez.~\ref{sec:proc_capabilities}) dal processo e
1572 da tutti i suoi discendenti. La funzione cancella la capacità specificata
1573 nell'argomento \param{arg2} con una delle costanti di
1574 tab.~\ref{tab:proc_capabilities} dal \textit{capabilities bounding set} del
1575 processo. L'operazione richiede i privilegi di amministratore (la capacità
1576 \const{CAP\_SETPCAP}), altrimenti la chiamata fallirà con un errore di
1577 \errcode{EPERM}; se il valore di \param{arg2} non è valido o se il supporto
1578 per le \textit{file capabilities} non è stato compilato nel kernel la
1579 chiamata fallirà con un errore di \errval{EINVAL}. Introdotta a partire dal
1582 \item[\constd{PR\_SET\_DUMPABLE}] Imposta il flag che determina se la
1583 terminazione di un processo a causa di un segnale per il quale è prevista la
1584 generazione di un file di \textit{core dump} (vedi
1585 sez.~\ref{sec:sig_standard}) lo genera effettivamente. In genere questo flag
1586 viene attivato automaticamente, ma per evitare problemi di sicurezza (la
1587 generazione di un file da parte di processi privilegiati può essere usata
1588 per sovrascriverne altri) viene cancellato quando si mette in esecuzione un
1589 programma con i bit \acr{suid} e \acr{sgid} attivi (vedi
1590 sez.~\ref{sec:file_special_perm}) o con l'uso delle funzioni per la modifica
1591 degli \ids{UID} dei processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}).
1593 L'operazione è stata introdotta a partire dal kernel 2.3.20, fino al kernel
1594 2.6.12 e per i kernel successivi al 2.6.17 era possibile usare solo un
1595 valore 0 (espresso anche come \constd{SUID\_DUMP\_DISABLE}) di \param{arg2}
1596 per disattivare il flag ed un valore 1 (espresso anche come
1597 \constd{SUID\_DUMP\_USER}) per attivarlo. Nei kernel dal 2.6.13 al 2.6.17 è
1598 stato supportato anche il valore 2, che causava la generazione di un
1599 \textit{core dump} leggibile solo dall'amministratore, ma questa
1600 funzionalità è stata rimossa per motivi di sicurezza, in quanto consentiva
1601 ad un utente normale di creare un file di \textit{core dump} appartenente
1602 all'amministratore in directory dove l'utente avrebbe avuto permessi di
1603 accesso. Specificando un valore diverso da 0 o 1 si ottiene un errore di
1606 \item[\constd{PR\_GET\_DUMPABLE}] Ottiene come valore di ritorno della funzione
1607 lo stato corrente del flag che controlla la effettiva generazione dei
1608 \textit{core dump}. Introdotta a partire dal kernel 2.3.20.
1610 \item[\constd{PR\_SET\_ENDIAN}] Imposta la \textit{endianness} del processo
1611 chiamante secondo il valore fornito in \param{arg2}. I valori possibili sono
1612 sono: \constd{PR\_ENDIAN\_BIG} (\textit{big endian}),
1613 \constd{PR\_ENDIAN\_LITTLE} (\textit{little endian}), e
1614 \constd{PR\_ENDIAN\_PPC\_LITTLE} (lo pseudo \textit{little endian} del
1615 PowerPC). Introdotta a partire dal kernel 2.6.18, solo per architettura
1618 \item[\constd{PR\_GET\_ENDIAN}] Ottiene il valore della \textit{endianness} del
1619 processo chiamante, salvato sulla variabile puntata da \param{arg2} che deve
1620 essere passata come di tipo ``\ctyp{int *}''. Introdotta a partire dal
1621 kernel 2.6.18, solo su PowerPC.
1623 \item[\constd{PR\_SET\_FPEMU}] Imposta i bit di controllo per l'emulazione
1624 della virgola mobile su architettura ia64, secondo il valore
1625 di \param{arg2}, si deve passare \constd{PR\_FPEMU\_NOPRINT} per emulare in
1626 maniera trasparente l'accesso alle operazioni in virgola mobile, o
1627 \constd{PR\_FPEMU\_SIGFPE} per non emularle ed inviare il segnale
1628 \signal{SIGFPE} (vedi sez.~\ref{sec:sig_prog_error}). Introdotta a partire
1629 dal kernel 2.4.18, solo su architettura ia64.
1631 \item[\constd{PR\_GET\_FPEMU}] Ottiene il valore dei flag di controllo
1632 dell'emulazione della virgola mobile, salvato all'indirizzo puntato
1633 da \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{int *}''. Introdotta a
1634 partire dal kernel 2.4.18, solo su architettura ia64.
1636 \item[\constd{PR\_SET\_FPEXC}] Imposta la modalità delle eccezioni in virgola
1637 mobile (\textit{floating-point exception mode}) al valore di \param{arg2}.
1638 I valori possibili sono:
1640 \item \constd{PR\_FP\_EXC\_SW\_ENABLE} per usare FPEXC per le eccezioni,
1641 \item \constd{PR\_FP\_EXC\_DIV} per la divisione per zero in virgola mobile,
1642 \item \constd{PR\_FP\_EXC\_OVF} per gli overflow,
1643 \item \constd{PR\_FP\_EXC\_UND} per gli underflow,
1644 \item \constd{PR\_FP\_EXC\_RES} per risultati non esatti,
1645 \item \constd{PR\_FP\_EXC\_INV} per operazioni invalide,
1646 \item \constd{PR\_FP\_EXC\_DISABLED} per disabilitare le eccezioni,
1647 \item \constd{PR\_FP\_EXC\_NONRECOV} per usare la modalità di eccezione
1648 asincrona non recuperabile,
1649 \item \constd{PR\_FP\_EXC\_ASYNC} per usare la modalità di eccezione
1650 asincrona recuperabile,
1651 \item \constd{PR\_FP\_EXC\_PRECISE} per la modalità precisa di
1652 eccezione.\footnote{trattasi di gestione specialistica della gestione
1653 delle eccezioni dei calcoli in virgola mobile che, i cui dettagli al
1654 momento vanno al di là dello scopo di questo testo.}
1656 Introdotta a partire dal kernel 2.4.21, solo su PowerPC.
1658 \item[\constd{PR\_GET\_FPEXC}] Ottiene il valore della modalità delle eccezioni
1659 delle operazioni in virgola mobile, salvata all'indirizzo
1660 puntato \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{int *}''. Introdotta
1661 a partire dal kernel 2.4.21, solo su PowerPC.
1663 \item[\constd{PR\_SET\_KEEPCAPS}] Consente di controllare quali
1664 \textit{capabilities} vengono cancellate quando si esegue un cambiamento di
1665 \ids{UID} del processo (per i dettagli si veda
1666 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}, in particolare quanto illustrato a
1667 pag.~\pageref{sec:capability-uid-transition}). Un valore nullo (il default)
1668 per \param{arg2} comporta che vengano cancellate, il valore 1 che vengano
1669 mantenute, questo valore viene sempre cancellato attraverso una \func{exec}.
1670 L'uso di questo flag è stato sostituito, a partire dal kernel 2.6.26, dal
1671 flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} dei \textit{securebits} (vedi
1672 sez.~\ref{sec:proc_capabilities} e l'uso di \const{PR\_SET\_SECUREBITS} più
1673 avanti) e si è impostato con essi \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si
1674 otterrà un errore di \errval{EPERM}. Introdotta a partire dal kernel
1677 \item[\constd{PR\_GET\_KEEPCAPS}] Ottiene come valore di ritorno della funzione
1678 il valore del flag di controllo delle \textit{capabilities} impostato con
1679 \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}. Introdotta a partire dal kernel 2.2.18.
1681 \item[\constd{PR\_SET\_NAME}] Imposta il nome del processo chiamante alla
1682 stringa puntata da \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{char *}''. Il
1683 nome può essere lungo al massimo 16 caratteri, e la stringa deve essere
1684 terminata da NUL se più corta. Introdotta a partire dal kernel 2.6.9.
1686 \item[\constd{PR\_GET\_NAME}] Ottiene il nome del processo chiamante nella
1687 stringa puntata da \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{char *}'';
1688 si devono allocare per questo almeno 16 byte, e il nome sarà terminato da
1689 NUL se più corto. Introdotta a partire dal kernel 2.6.9.
1691 \item[\constd{PR\_SET\_PDEATHSIG}] Consente di richiedere l'emissione di un
1692 segnale, che sarà ricevuto dal processo chiamante, in occorrenza della
1693 terminazione del proprio processo padre; in sostanza consente di invertire
1694 il ruolo di \signal{SIGCHLD}. Il valore di \param{arg2} deve indicare il
1695 numero del segnale, o 0 per disabilitare l'emissione. Il valore viene
1696 automaticamente cancellato per un processo figlio creato con \func{fork}.
1697 Introdotta a partire dal kernel 2.1.57.
1699 \item[\constd{PR\_GET\_PDEATHSIG}] Ottiene il valore dell'eventuale segnale
1700 emesso alla terminazione del padre, salvato all'indirizzo
1701 puntato \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{int *}''. Introdotta a
1702 partire dal kernel 2.3.15.
1704 \item[\constd{PR\_SET\_PTRACER}] Imposta un \ids{PID} per il ``\textit{tracer
1705 process}'' usando \param{arg2}. Una impostazione successiva sovrascrive la
1706 precedente, ed un valore nullo cancella la disponibilità di un
1707 ``\textit{tracer process}''. Questa è una funzionalità fornita da
1708 \textit{``Yama''}, uno specifico \textit{Linux Security Modules}, e serve a
1709 consentire al processo indicato, quando le restrizioni introdotte da questo
1710 modulo sono attive, di usare \func{ptrace} (vedi
1711 sez.~\ref{sec:process_ptrace}) sul processo chiamante, anche se quello
1712 indicato non ne è un progenitore. Il valore \constd{PR\_SET\_PTRACER\_ANY}
1713 consente a tutti i processi l'uso di \func{ptrace}. L'uso si \textit{Yama}
1714 attiene alla gestione della sicurezza dei processi, e consente di introdurre
1715 una restrizione all'uso di \func{ptrace}, che è spesso sorgente di
1716 compromissioni. Si tratta di un uso specialistico che va al di là dello
1717 scopo di queste dispense, per i dettagli si consulti la documentazione su
1718 \textit{Yama} nei sorgenti del kernel. Introdotta a partire dal kernel 3.4.
1720 \item[\constd{PR\_SET\_SECCOMP}] Attiva il \textit{secure computing mode} per
1721 il processo corrente. Introdotta a partire dal kernel 2.6.23 la funzionalità
1722 è stata ulteriormente estesa con il kernel 3.5, salvo poi diventare un
1723 sottoinsieme della \textit{system call} \func{seccomp} a partire dal kernel
1724 3.17. Prevede che si indichi per \param{arg2} il valore
1725 \const{SECCOMP\_MODE\_STRICT} (unico possibile fino al kernel 2.6.23) per
1726 selezionare il cosiddetto \textit{strict mode} o, dal kernel 3.5,
1727 \const{SECCOMP\_MODE\_FILTER} per usare il \textit{filter mode}. Tratteremo
1728 questa opzione nei dettagli più avanti, in sez.~\ref{sec:procadv_seccomp},
1729 quando affronteremo l'argomento del \textit{Secure Computing}.
1731 \item[\constd{PR\_GET\_SECCOMP}] Ottiene come valore di ritorno della funzione
1732 lo stato corrente del \textit{secure computing mode}. Fino al kernel 3.5,
1733 quando era possibile solo lo \textit{strict mode}, la funzione era
1734 totalmente inutile in quanto l'unico valore ottenibile era 0 in assenza di
1735 \textit{secure computing}, dato che la chiamata di questa funzione in
1736 \textit{strict mode} avrebbe comportato l'emissione di \signal{SIGKILL} per
1737 il chiamante. La funzione però, a partire dal kernel 2.6.23, era stata
1738 comunque definita per eventuali estensioni future, ed infatti con
1739 l'introduzione del \textit{filter mode} con il kernel 3.5, se essa viene
1740 inclusa nelle funzioni consentite restituisce il valore 2 quando il
1741 \textit{secure computing mode} è attivo (se non inclusa si avrà di nuovo un
1744 \item[\constd{PR\_SET\_SECUREBITS}] Imposta i \textit{securebits} per il
1745 processo chiamante al valore indicato da \param{arg2}; per i dettagli sul
1746 significato dei \textit{securebits} si veda
1747 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}, ed in particolare i valori di
1748 tab.~\ref{tab:securebits_values} e la relativa trattazione. L'operazione
1749 richiede i privilegi di amministratore (la capacità \const{CAP\_SETPCAP}),
1750 altrimenti la chiamata fallirà con un errore di \errval{EPERM}. Introdotta a
1751 partire dal kernel 2.6.26.
1753 \item[\constd{PR\_GET\_SECUREBITS}] Ottiene come valore di ritorno della
1754 funzione l'impostazione corrente per i \textit{securebits}. Introdotta a
1755 partire dal kernel 2.6.26.
1757 \item[\constd{PR\_SET\_TIMING}] Imposta il metodo di temporizzazione del
1758 processo da indicare con il valore di \param{arg2}, attualmente i valori
1759 possibili sono due, con \constd{PR\_TIMING\_STATISTICAL} si usa il metodo
1760 statistico tradizionale, con \constd{PR\_TIMING\_TIMESTAMP} il più accurato
1761 basato su dei \textit{timestamp}, quest'ultimo però non è ancora
1762 implementato ed il suo uso comporta la restituzione di un errore di
1763 \errval{EINVAL}. Introdotta a partire dal kernel 2.6.0-test4.
1765 \item[\constd{PR\_GET\_TIMING}] Ottiene come valore di ritorno della funzione
1766 il metodo di temporizzazione del processo attualmente in uso (uno dei due
1767 valori citati per \const{PR\_SET\_TIMING}). Introdotta a partire dal kernel
1770 \item[\constd{PR\_SET\_TSC}] Imposta il flag che indica se il processo
1771 chiamante può leggere il registro di processore contenente il contatore dei
1772 \textit{timestamp} (TSC, o \textit{Time Stamp Counter}) da indicare con il
1773 valore di \param{arg2}. Si deve specificare \constd{PR\_TSC\_ENABLE} per
1774 abilitare la lettura o \constd{PR\_TSC\_SIGSEGV} per disabilitarla con la
1775 generazione di un segnale di \signal{SIGSEGV} (vedi
1776 sez.~\ref{sec:sig_prog_error}). La lettura viene automaticamente
1777 disabilitata se si attiva il \textit{secure computing mode} (vedi
1778 \const{PR\_SET\_SECCOMP} e sez.~\ref{sec:procadv_seccomp}). Introdotta a
1779 partire dal kernel 2.6.26, solo su x86.
1781 \item[\constd{PR\_GET\_TSC}] Ottiene il valore del flag che controlla la
1782 lettura del contattore dei \textit{timestamp}, salvato all'indirizzo
1783 puntato \param{arg2}, che deve essere di tipo ``\ctyp{int *}''. Introdotta a
1784 partire dal kernel 2.6.26, solo su x86.
1785 % articoli sul TSC e relativi problemi: http://lwn.net/Articles/209101/,
1786 % http://blog.cr0.org/2009/05/time-stamp-counter-disabling-oddities.html,
1787 % http://en.wikipedia.org/wiki/Time_Stamp_Counter
1789 \item[\constd{PR\_SET\_UNALIGN}] Imposta la modalità di controllo per l'accesso
1790 a indirizzi di memoria non allineati, che in varie architetture risultano
1791 illegali, da indicare con il valore di \param{arg2}. Si deve specificare il
1792 valore \constd{PR\_UNALIGN\_NOPRINT} per ignorare gli accessi non allineati,
1793 ed il valore \constd{PR\_UNALIGN\_SIGBUS} per generare un segnale di
1794 \signal{SIGBUS} (vedi sez.~\ref{sec:sig_prog_error}) in caso di accesso non
1795 allineato. Introdotta con diverse versioni su diverse architetture.
1797 \item[\const{PR\_GET\_UNALIGN}] Ottiene il valore della modalità di controllo
1798 per l'accesso a indirizzi di memoria non allineati, salvato all'indirizzo
1799 puntato \param{arg2}, che deve essere di tipo \code{(int *)}. Introdotta con
1800 diverse versioni su diverse architetture.
1801 \item[\const{PR\_MCE\_KILL}] Imposta la politica di gestione degli errori
1802 dovuti a corruzione della memoria per problemi hardware. Questo tipo di
1803 errori vengono riportati dall'hardware di controllo della RAM e vengono
1804 gestiti dal kernel,\footnote{la funzionalità è disponibile solo sulle
1805 piattaforme più avanzate che hanno il supporto hardware per questo tipo di
1806 controlli.} ma devono essere opportunamente riportati ai processi che
1807 usano quella parte di RAM che presenta errori; nel caso specifico questo
1808 avviene attraverso l'emissione di un segnale di \signal{SIGBUS} (vedi
1809 sez.~\ref{sec:sig_prog_error}).\footnote{in particolare viene anche
1810 impostato il valore di \var{si\_code} in \struct{siginfo\_t} a
1811 \const{BUS\_MCEERR\_AO}; per il significato di tutto questo si faccia
1812 riferimento alla trattazione di sez.~\ref{sec:sig_sigaction}.}
1814 Il comportamento di default prevede che per tutti i processi si applichi la
1815 politica generale di sistema definita nel file
1816 \sysctlfiled{vm/memory\_failure\_early\_kill}, ma specificando
1817 per \param{arg2} il valore \constd{PR\_MCE\_KILL\_SET} è possibile impostare
1818 con il contenuto di \param{arg3} una politica specifica del processo
1819 chiamante. Si può tornare alla politica di default del sistema utilizzando
1820 invece per \param{arg2} il valore \constd{PR\_MCE\_KILL\_CLEAR}. In tutti i
1821 casi, per compatibilità con eventuali estensioni future, tutti i valori
1822 degli argomenti non utilizzati devono essere esplicitamente posti a zero,
1823 pena il fallimento della chiamata con un errore di \errval{EINVAL}.
1825 In caso di impostazione di una politica specifica del processo con
1826 \const{PR\_MCE\_KILL\_SET} i valori di \param{arg3} possono essere soltanto
1827 due, che corrispondono anche al valore che si trova nell'impostazione
1828 generale di sistema di \texttt{memory\_failure\_early\_kill}, con
1829 \constd{PR\_MCE\_KILL\_EARLY} si richiede l'emissione immediata di
1830 \signal{SIGBUS} non appena viene rilevato un errore, mentre con
1831 \constd{PR\_MCE\_KILL\_LATE} il segnale verrà inviato solo quando il processo
1832 tenterà un accesso alla memoria corrotta. Questi due valori corrispondono
1833 rispettivamente ai valori 1 e 0 di
1834 \texttt{memory\_failure\_early\_kill}.\footnote{in sostanza nel primo caso
1835 viene immediatamente inviato il segnale a tutti i processi che hanno la
1836 memoria corrotta mappata all'interno del loro spazio degli indirizzi, nel
1837 secondo caso prima la pagina di memoria viene tolta dallo spazio degli
1838 indirizzi di ciascun processo, mentre il segnale viene inviato solo quei
1839 processi che tentano di accedervi.} Si può usare per \param{arg3} anche un
1840 terzo valore, \constd{PR\_MCE\_KILL\_DEFAULT}, che corrisponde a impostare
1841 per il processo la politica di default.\footnote{si presume la politica di
1842 default corrente, in modo da non essere influenzati da un eventuale
1843 successivo cambiamento della stessa.} Introdotta a partire dal kernel
1845 \item[\constd{PR\_MCE\_KILL\_GET}] Ottiene come valore di ritorno della
1846 funzione la politica di gestione degli errori dovuti a corruzione della
1847 memoria. Tutti gli argomenti non utilizzati (al momento tutti) devono essere
1848 nulli pena la ricezione di un errore di \errval{EINVAL}. Introdotta a
1849 partire dal kernel 2.6.32.
1850 \itindbeg{child~reaper}
1851 \item[\constd{PR\_SET\_CHILD\_SUBREAPER}] Se \param{arg2} è diverso da zero
1852 imposta l'attributo di \textit{child reaper} per il processo, se nullo lo
1853 cancella. Lo stato di \textit{child reaper} è una funzionalità, introdotta
1854 con il kernel 3.4, che consente di far svolgere al processo che ha questo
1855 attributo il ruolo di ``\textsl{genitore adottivo}'' per tutti i processi
1856 suoi ``\textsl{discendenti}'' che diventano orfani, in questo modo il
1857 processo potrà ricevere gli stati di terminazione alla loro uscita,
1858 sostituendo in questo ruolo \cmd{init} (si ricordi quanto illustrato in
1859 sez.~\ref{sec:proc_termination}). Il meccanismo è stato introdotto ad uso
1860 dei programmi di gestione dei servizi, per consentire loro di ricevere gli
1861 stati di terminazione di tutti i processi che lanciano, anche se questi
1862 eseguono una doppia \func{fork}; nel comportamento ordinario infatti questi
1863 verrebbero adottati da \cmd{init} ed il programma che li ha lanciati non
1864 sarebbe più in grado di riceverne lo stato di terminazione. Se un processo
1865 con lo stato di \textit{child reaper} termina prima dei suoi discendenti,
1866 svolgerà questo ruolo il più prossimo antenato ad avere lo stato di
1867 \textit{child reaper},
1868 \item[\constd{PR\_GET\_CHILD\_SUBREAPER}] Ottiene l'impostazione relativa allo
1869 lo stato di \textit{child reaper} del processo chiamante, salvata come
1870 \textit{value result} all'indirizzo puntato da \param{arg2} (da indicare
1871 come di tipo \code{int *}). Il valore viene letto come valore logico, se
1872 diverso da 0 lo stato di \textit{child reaper} è attivo altrimenti è
1873 disattivo. Introdotta a partire dal kernel 3.4.
1874 \itindend{child~reaper}
1877 % TODO documentare PR_MPX_INIT e PR_MPX_RELEASE, vedi
1878 % http://lwn.net/Articles/582712/
1880 % TODO documentare PR_SET_MM_MAP aggiunta con il kernel 3.18, per impostare i
1881 % parametri di base del layout dello spazio di indirizzi di un processo (area
1882 % codice e dati, stack, brack pointer ecc. vedi
1883 % http://git.kernel.org/linus/f606b77f1a9e362451aca8f81d8f36a3a112139e
1885 % TODO documentare ARCH_SET_CPUID e ARCH_GET_CPUID, introdotte con il kernel
1886 % 4.12, vedi https://lwn.net/Articles/721182/
1888 % TODO documentare PR_SPEC_DISABLE_NOEXEC in 5.1, vedi
1889 % https://lwn.net/Articles/782511/
1891 \label{sec:prctl_operation}
1895 \subsection{La funzione \func{ptrace}}
1896 \label{sec:process_ptrace}
1900 % TODO: trattare PTRACE_SEIZE, aggiunta con il kernel 3.1
1901 % TODO: trattare PTRACE_O_EXITKILL, aggiunta con il kernel 3.8 (vedi
1902 % http://lwn.net/Articles/529060/)
1903 % TODO: trattare PTRACE_GETSIGMASK e PTRACE_SETSIGMASK introdotte con il
1905 % TODO: trattare PTRACE_O_SUSPEND_SECCOMP, aggiunta con il kernel 4.3, vedi
1906 % http://lwn.net/Articles/656675/
1908 \subsection{La funzione \func{kcmp}}
1909 \label{sec:process_kcmp}
1911 % TODO: trattare kcmp aggiunta con il kernel 3.5, vedi
1912 % https://lwn.net/Articles/478111/
1913 % vedi man kcmp e man 2 open
1917 \section{La gestione avanzata della creazione dei processi}
1918 \label{sec:process_adv_creation}
1920 In questa sezione tratteremo le funzionalità avanzate relative alla creazione
1921 dei processi e del loro ambiente, sia per quanto riguarda l'utilizzo delle
1922 stesse per la creazione dei \textit{thread} che per la gestione dei
1923 \textit{namespace} che sono alla base dei cosiddetti \textit{container}.
1926 \subsection{La \textit{system call} \func{clone}}
1927 \label{sec:process_clone}
1929 La funzione tradizionale con cui creare un nuovo processo in un sistema
1930 Unix-like, come illustrato in sez.~\ref{sec:proc_fork}, è \func{fork}, ma con
1931 l'introduzione del supporto del kernel per i \textit{thread}\unavref{ (vedi
1932 cap.~\ref{cha:threads})}, si è avuta la necessità di una interfaccia che
1933 consentisse un maggiore controllo sulla modalità con cui vengono creati nuovi
1934 processi, che poi è stata utilizzata anche per fornire supporto per le
1935 tecnologie di virtualizzazione dei processi (i cosiddetti \textit{container})
1936 su cui torneremo in sez.~\ref{sec:process_namespaces}.
1938 Per questo l'interfaccia per la creazione di un nuovo processo è stata
1939 delegata ad una nuova \textit{system call}, \funcm{sys\_clone}, che consente
1940 di reimplementare anche la tradizionale \func{fork}. In realtà in questo caso
1941 più che di nuovi processi si può parlare della creazioni di nuovi
1942 ``\textit{task}'' del kernel che possono assumere la veste sia di un processo
1943 classico isolato dagli altri come quelli trattati finora, che di un
1944 \textit{thread} in cui la memoria viene condivisa fra il processo chiamante ed
1945 il nuovo processo creato, come quelli che vedremo in
1946 sez.~\ref{sec:linux_thread}. Per evitare confusione fra \textit{thread} e
1947 processi ordinari, abbiamo deciso di usare la nomenclatura \textit{task} per
1948 indicare la unità di esecuzione generica messa a disposizione del kernel che
1949 \texttt{sys\_clone} permette di creare.
1951 La \textit{system call} richiede soltanto due argomenti: il
1952 primo, \param{flags}, consente di controllare le modalità di creazione del
1953 nuovo \textit{task}, il secondo, \param{child\_stack}, imposta l'indirizzo
1954 dello \textit{stack} per il nuovo \textit{task}, e deve essere indicato quando
1955 si intende creare un \textit{thread}. L'esecuzione del programma creato da
1956 \func{sys\_clone} riprende, come per \func{fork}, da dopo l'esecuzione della
1959 % TODO trattare anche clone3 (vedi https://lwn.net/Articles/792628/), aggiunta
1962 La necessità di avere uno \textit{stack} alternativo c'è solo quando si
1963 intende creare un \textit{thread}, in tal caso infatti il nuovo \textit{task}
1964 vede esattamente la stessa memoria del \textit{task}
1965 ``\textsl{padre}'',\footnote{in questo caso per padre si intende semplicemente
1966 il \textit{task} che ha eseguito \func{sys\_clone} rispetto al \textit{task}
1967 da essa creato, senza nessuna delle implicazioni che il concetto ha per i
1968 processi.} e nella sua esecuzione alla prima chiamata di una funzione
1969 andrebbe a scrivere sullo \textit{stack} usato anche dal padre (si ricordi
1970 quanto visto in sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} riguardo all'uso dello
1973 Per evitare di doversi garantire contro la evidente possibilità di
1974 \textit{race condition} che questa situazione comporta (vedi
1975 sez.~\ref{sec:proc_race_cond} per una spiegazione della problematica) è
1976 necessario che il chiamante allochi preventivamente un'area di memoria. In
1977 genere lo si fa con una \func{malloc} che allochi un buffer che la funzione
1978 imposterà come \textit{stack} del nuovo processo, avendo ovviamente cura di
1979 non utilizzarlo direttamente nel processo chiamante.
1981 In questo modo i due \textit{task} avranno degli \textit{stack} indipendenti e
1982 non si dovranno affrontare problematiche di \textit{race condition}. Si tenga
1983 presente inoltre che in molte architetture di processore lo \textit{stack}
1984 cresce verso il basso, pertanto in tal caso non si dovrà specificare
1985 per \param{child\_stack} il puntatore restituito da \func{malloc}, ma un
1986 puntatore alla fine del buffer da essa allocato.
1988 Dato che tutto ciò è necessario solo per i \textit{thread} che condividono la
1989 memoria, la \textit{system call}, a differenza della funzione di libreria che
1990 vedremo a breve, consente anche di passare per \param{child\_stack} il valore
1991 \val{NULL}, che non imposta un nuovo \textit{stack}. Se infatti si crea un
1992 processo, questo ottiene un suo nuovo spazio degli indirizzi (è sottinteso
1993 cioè che non si stia usando il flag \const{CLONE\_VM} che vedremo a breve) ed
1994 in questo caso si applica la semantica del \textit{copy on write} illustrata
1995 in sez.~\ref{sec:proc_fork}, per cui le pagine dello \textit{stack} verranno
1996 automaticamente copiate come le altre e il nuovo processo avrà un suo
1997 \textit{stack} totalmente indipendente da quello del padre.
1999 Dato che l'uso principale della nuova \textit{system call} è quello relativo
2000 alla creazione dei \textit{thread}, la \acr{glibc} definisce una funzione di
2001 libreria con una sintassi diversa, orientata a questo scopo, e la
2002 \textit{system call} resta accessibile solo se invocata esplicitamente come
2003 visto in sez.~\ref{sec:proc_syscall}.\footnote{ed inoltre per questa
2004 \textit{system call} non è disponibile la chiamata veloce con
2005 \texttt{vsyscall}.} La funzione di libreria si chiama semplicemente
2006 \funcd{clone} ed il suo prototipo è:
2010 \fdecl{int clone(int (*fn)(void *), void *child\_stack, int flags, void *arg,
2012 \phantom{int clone(}/* pid\_t *ptid, struct user\_desc *tls, pid\_t *ctid */ )}
2013 \fdesc{Crea un nuovo processo o \textit{thread}.}
2015 {La funzione ritorna il \textit{Thread ID} assegnato al nuovo processo in caso
2016 di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
2019 \item[\errcode{EAGAIN}] sono già in esecuzione troppi processi.
2020 \item[\errcode{EINVAL}] si è usata una combinazione non valida di flag o
2021 un valore nullo per \param{child\_stack}.
2022 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per creare una nuova
2023 \texttt{task\_struct} o per copiare le parti del contesto del chiamante
2024 necessarie al nuovo \textit{task}.
2025 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i privilegi di amministratore
2026 richiesti dai flag indicati.
2030 % NOTE: una pagina con la descrizione degli argomenti:
2031 % * http://www.lindevdoc.org/wiki/Clone
2033 La funzione prende come primo argomento \param{fn} il puntatore alla funzione
2034 che verrà messa in esecuzione nel nuovo processo, che può avere un unico
2035 argomento di tipo puntatore a \ctyp{void}, il cui valore viene passato dal
2036 terzo argomento \param{arg}. Per quanto il precedente prototipo possa
2037 intimidire nella sua espressione, in realtà l'uso è molto semplice basterà
2038 definire una qualunque funzione \param{fn} che restituisce un intero ed ha
2039 come argomento un puntatore a \ctyp{void}, e \code{fn(arg)} sarà eseguita in
2042 Il nuovo processo resterà in esecuzione fintanto che la funzione \param{fn}
2043 non ritorna, o esegue \func{exit} o viene terminata da un segnale. Il valore
2044 di ritorno della funzione (o quello specificato con \func{exit}) verrà
2045 utilizzato come stato di uscita della funzione. I tre
2046 argomenti \param{ptid}, \param{tls} e \param{ctid} sono opzionali e sono
2047 presenti solo a partire dal kernel 2.6 e sono stati aggiunti come supporto per
2048 le funzioni di gestione dei \textit{thread} (la \textit{Native Thread Posix
2049 Library}, vedi sez.~\ref{sec:linux_ntpl}) nella \acr{glibc}, essi vengono
2050 utilizzati soltanto se si sono specificati rispettivamente i flag
2051 \const{CLONE\_PARENT\_SETTID}, \const{CLONE\_SETTLS} e
2052 \const{CLONE\_CHILD\_SETTID}.
2054 La funzione ritorna un l'identificatore del nuovo \textit{task}, denominato
2055 \textit{Thread ID} (da qui in avanti \ids{TID}) il cui significato è analogo
2056 al \ids{PID} dei normali processi e che a questo corrisponde qualora si crei
2057 un processo ordinario e non un \textit{thread}.
2059 Il comportamento di \func{clone}, che si riflette sulle caratteristiche del
2060 nuovo processo da essa creato, è controllato principalmente
2061 dall'argomento \param{flags}, che deve essere specificato come maschera
2062 binaria, ottenuta con un OR aritmetico di una delle costanti del seguente
2063 elenco, che illustra quelle attualmente disponibili:\footnote{si fa
2064 riferimento al momento della stesura di questa sezione, cioè con il kernel
2067 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.5 cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
2069 \item[\constd{CLONE\_CHILD\_CLEARTID}] cancella il valore del \textit{thread
2070 ID} posto all'indirizzo dato dall'argomento \param{ctid}, eseguendo un
2071 riattivazione del \textit{futex} (vedi sez.~\ref{sec:xxx_futex}) a
2072 quell'indirizzo. Questo flag viene utilizzato dalla librerie di gestione dei
2073 \textit{thread} ed è presente dal kernel 2.5.49.
2075 \item[\constd{CLONE\_CHILD\_SETTID}] scrive il \ids{TID} del \textit{thread}
2076 figlio all'indirizzo dato dall'argomento \param{ctid}. Questo flag viene
2077 utilizzato dalla librerie di gestione dei \textit{thread} ed è presente dal
2080 \item[\constd{CLONE\_FILES}] se impostato il nuovo processo condividerà con il
2081 padre la \textit{file descriptor table} (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}),
2082 questo significa che ogni \textit{file descriptor} aperto da un processo
2083 verrà visto anche dall'altro e che ogni chiusura o cambiamento dei
2084 \textit{file descriptor flags} di un \textit{file descriptor} verrà per
2087 Se non viene impostato il processo figlio eredita una copia della
2088 \textit{file descriptor table} del padre e vale la semantica classica della
2089 gestione dei \textit{file descriptor}, che costituisce il comportamento
2090 ordinario di un sistema unix-like e che illustreremo in dettaglio in
2091 sez.~\ref{sec:file_shared_access}.
2093 \item[\constd{CLONE\_FS}] se questo flag viene impostato il nuovo processo
2094 condividerà con il padre le informazioni relative all'albero dei file, ed in
2095 particolare avrà la stessa radice (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}), la
2096 stessa directory di lavoro (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}) e la stessa
2097 \textit{umask} (sez.~\ref{sec:file_perm_management}). Una modifica di una
2098 qualunque di queste caratteristiche in un processo, avrà effetto anche
2099 sull'altro. Se assente il nuovo processo riceverà una copia delle precedenti
2100 informazioni, che saranno così indipendenti per i due processi, come avviene
2101 nel comportamento ordinario di un sistema unix-like.
2103 \item[\constd{CLONE\_IO}] se questo flag viene impostato il nuovo processo
2104 condividerà con il padre il contesto dell'I/O, altrimenti, come avviene nel
2105 comportamento ordinario con una \func{fork} otterrà un suo contesto
2108 Il contesto dell'I/O viene usato dagli \textit{scheduler} di I/O (visti in
2109 sez.~\ref{sec:io_priority}) e se questo è lo stesso per diversi processi
2110 questi vengono trattati come se fossero lo stesso, condividendo il tempo per
2111 l'accesso al disco, e possono interscambiarsi nell'accesso a disco. L'uso di
2112 questo flag consente, quando più \textit{thread} eseguono dell'I/O per conto
2113 dello stesso processo (ad esempio con le funzioni di I/O asincrono di
2114 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}), migliori prestazioni.
2116 %TODO : tutti i CLONE_NEW* attengono ai namespace, ed è meglio metterli nella
2117 %relativa sezione da creare a parte
2119 % \item[\constd{CLONE\_NEWIPC}] è uno dei flag ad uso dei \textit{container},
2120 % introdotto con il kernel 2.6.19. L'uso di questo flag crea per il nuovo
2121 % processo un nuovo \textit{namespace} per il sistema di IPC, sia per quello
2122 % di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}) che, dal kernel 2.6.30, per le code
2123 % di messaggi POSIX (vedi sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}); si applica cioè a
2124 % tutti quegli oggetti che non vegono identificati con un \textit{pathname}
2125 % sull'albero dei file.
2127 % L'uso di questo flag richiede privilegi di amministratore (più precisamente
2128 % la capacità \const{CAP\_SYS\_ADMIN}) e non può essere usato in combinazione
2129 % con \const{CLONE\_SYSVSEM}.
2131 % \item[\constd{CLONE\_NEWNET}]
2132 % \item[\constd{CLONE\_NEWNS}]
2133 % \item[\constd{CLONE\_NEWPID}]
2134 % \item[\constd{CLONE\_NEWUTS}]
2137 % TODO trattare CLONE_NEWCGROUP introdotto con il kernel 4.6, vedi
2138 % http://lwn.net/Articles/680566/
2140 \item[\constd{CLONE\_PARENT}]
2141 \item[\constd{CLONE\_PARENT\_SETTID}]
2142 \item[\constd{CLONE\_PID}]
2144 % TODO trattare CLONE_PIDFD introdotto con il kernel 5.2, vedi
2145 % https://lwn.net/Articles/787963/ e anche https://lwn.net/Articles/789023/
2147 \item[\constd{CLONE\_PTRACE}] se questo flag viene impostato ed il processo
2148 chiamante viene tracciato (vedi sez.~\ref{sec:process_ptrace}) anche il
2149 figlio viene tracciato.
2151 \item[\constd{CLONE\_SETTLS}]
2152 \item[\constd{CLONE\_SIGHAND}]
2153 \item[\constd{CLONE\_STOPPED}]
2154 \item[\constd{CLONE\_SYSVSEM}]
2155 \item[\constd{CLONE\_THREAD}]
2157 \item[\constd{CLONE\_UNTRACED}] se questo flag viene impostato un processo non
2158 può più forzare \const{CLONE\_PTRACE} su questo processo.
2160 \item[\constd{CLONE\_VFORK}] se questo flag viene impostato il chiamante viene
2161 fermato fintato che il figlio appena creato non rilascia la sua memoria
2162 virtuale con una chiamata a \func{exec} o \func{exit}, viene quindi
2163 replicato il comportamento di \func{vfork}.
2165 \item[\constd{CLONE\_VM}] se questo flag viene impostato il nuovo processo
2166 condividerà con il padre la stessa memoria virtuale, e le scritture in
2167 memoria fatte da uno qualunque dei processi saranno visibili dall'altro,
2168 così come ogni mappatura in memoria (vedi sez.~\ref{sec:file_memory_map}).
2170 Se non viene impostato il processo figlio otterrà una copia dello spazio
2171 degli indirizzi e si otterrà il comportamento ordinario di un processo di un
2172 sistema unix-like creato con la funzione \func{fork}.
2177 \subsection{La gestione dei \textit{namespace}}
2178 \label{sec:process_namespaces}
2180 \itindbeg{namespace}
2181 Come accennato all'inizio di sez.~\ref{sec:process_clone} oltre al controllo
2182 delle caratteristiche dei processi usate per la creazione dei \textit{thread},
2183 l'uso di \func{clone} consente, ad uso delle nuove funzionalità di
2184 virtualizzazione dei processi, di creare nuovi ``\textit{namespace}'' per una
2185 serie di proprietà generali (come l'elenco dei \ids{PID}, l'albero dei file, i
2186 \textit{mount point}, la rete, il sistema di IPC, ecc.).
2188 L'uso dei ``\textit{namespace}'' consente creare gruppi di processi che vedono
2189 le suddette proprietà in maniera indipendente fra loro. I processi di ciascun
2190 gruppo vengono così eseguiti come in una sorta di spazio separato da quello
2191 degli altri gruppi, che costituisce poi quello che viene chiamato un
2194 \itindend{namespace}
2197 \itindbeg{container}
2199 \itindend{container}
2202 %TODO sezione separata sui namespace
2204 %TODO trattare unshare, vedi anche http://lwn.net/Articles/532748/
2206 %TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
2207 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0, altre
2208 % informazioni su setns qui: http://lwn.net/Articles/532748/
2209 % http://lwn.net/Articles/531498/
2211 % TODO: se si applicano e ci stanno trattare gli argomenti di ioctl_ns
2213 \section{Funzionalità avanzate e specialistiche}
2214 \label{sec:process_special}
2217 % TODO: trattare userfaultfd, introdotta con il 4.23, vedi
2218 % http://man7.org/linux/man-pages/man2/userfaultfd.2.html
2220 % TODO: trattare process_vm_readv/process_vm_writev introdotte con il kernel
2221 % 3.2, vedi http://man7.org/linux/man-pages/man2/process_vm_readv.2.html e i
2222 % precedenti tentativi https://lwn.net/Articles/405346/
2225 \subsection{La gestione delle operazioni in virgola mobile}
2226 \label{sec:process_fenv}
2230 % TODO eccezioni ed arrotondamenti per la matematica in virgola mobile
2231 % consultare la manpage di fenv, math_error, fpclassify, matherr, isgreater,
2232 % isnan, nan, INFINITY
2235 \subsection{L'accesso alle porte di I/O}
2236 \label{sec:process_io_port}
2239 % TODO l'I/O sulle porte di I/O
2240 % consultare le manpage di ioperm, iopl e outb
2241 % non c'entra nulla qui, va trovato un altro posto (altri meccanismi di I/O in
2247 %\subsection{La gestione di architetture a nodi multipli}
2248 %\label{sec:process_NUMA}
2250 % TODO trattare i cpuset, che attiene anche a NUMA, e che possono essere usati
2251 % per associare l'uso di gruppi di processori a gruppi di processi (vedi
2253 % TODO trattare getcpu, che attiene anche a NUMA, mettere qui anche
2254 % sched_getcpu, che potrebbe essere indipendente ma richiama getcpu
2256 %TODO trattare le funzionalità per il NUMA
2257 % vedi man numa e, mbind, get_mempolicy, set_mempolicy,
2258 % le pagine di manuale relative
2259 % vedere anche dove metterle...
2261 % \subsection{La gestione dei moduli}
2262 % \label{sec:kernel_modules}
2266 %TODO trattare init_module e finit_module (quest'ultima introdotta con il
2269 %%%% Altre cose di cui non è chiara la collocazione:
2271 %TODO trattare membarrier, introdotta con il kernel 4.3
2272 % vedi http://lwn.net/Articles/369567/ http://lwn.net/Articles/369640/
2273 % http://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=5b25b13ab08f616efd566347d809b4ece54570d1
2274 % vedi anche l'ulteriore opzione "expedited" introdotta con il kernel 4.14
2275 % (https://lwn.net/Articles/728795/)
2279 %%% Local Variables:
2281 %%% TeX-master: "gapil"
2284 % LocalWords: system call namespace prctl IRIX kernel sys int option long
2285 % LocalWords: unsigned arg errno EACCESS EBADF EBUSY EFAULT EINVAL ENXIO PR
2286 % LocalWords: EOPNOTSUPP EPERM CAPBSET READ capability sez tab capabilities
2287 % LocalWords: bounding CAP SETPCAP DUMPABLE dump suid sgid UID DISABLE GET
2288 % LocalWords: ENDIAN endianness BIG big endian LITTLE little PPC PowerPC ia
2289 % LocalWords: FPEMU NOPRINT SIGFPE FPEXC point exception FP EXC SW ENABLE
2290 % LocalWords: OVF overflow UND underflow RES INV DISABLED NONRECOV ASYNC AO
2291 % LocalWords: KEEPCAPS pag exec SECURE KEEP CAPS securebits LOCKED NAME NUL
2292 % LocalWords: char PDEATHSIG SIGCHLD fork PTRACER PID tracer process ptrace
2293 % LocalWords: Security Modules ANY Yama SECCOMP secure computing seccomp vm
2294 % LocalWords: STRICT strict FILTER filter SIGKILL TIMING STATISTICAL TSC fn
2295 % LocalWords: TIMESTAMP timestamp Stamp Counter SIGSEGV UNALIGN SIGBUS MCE
2296 % LocalWords: KILL siginfo MCEERR memory failure early kill CLEAR child cap
2297 % LocalWords: reaper SUBREAPER init value result thread like flags stack FS
2298 % LocalWords: race condition malloc NULL copy write glibc vsyscall sched RT
2299 % LocalWords: void pid ptid struct desc tls ctid EAGAIN ENOMEM exit Posix
2300 % LocalWords: Library PARENT SETTID SETTLS TID CLEARTID futex FILES table
2301 % LocalWords: descriptor umask dell'I scheduler SIGHAND STOPPED SYSVSEM IPC
2302 % LocalWords: UNTRACED VFORK vfork mount filesystem LSM Mandatory Access fs
2303 % LocalWords: Control DAC MAC SELinux Smack Tomoyo AppArmor Discrectionary
2304 % LocalWords: permitted inheritable effective fig security ADMIN forced new
2305 % LocalWords: allowed dall' bound MODULE nell' all' capset sendmail SETGID
2306 % LocalWords: setuid orig IMMUTABLE MKNOD OVERRIDE SEARCH CHOWN FSETID LOCK
2307 % LocalWords: FOWNER saved FIXUP NOROOT AUDIT BLOCK SUSPEND SETFCAP group
2308 % LocalWords: socket domain locking mlock mlockall shmctl mmap OWNER LEASE
2309 % LocalWords: lease immutable append only mknod BIND SERVICE BROADCAST RAW
2310 % LocalWords: broadcast multicast PACKET CHROOT chroot NICE PACCT RAWIO TTY
2311 % LocalWords: accounting ioperm iopl RESOURCE CONFIG hangup vhangup SYSLOG
2312 % LocalWords: WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME REALTIME sticky NOATIME fcntl swap
2313 % LocalWords: multicasting dell'IPC SysV trusted IOPRIO CLASS IDLE lookup
2314 % LocalWords: scheduling dcookie NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling
2315 % LocalWords: ext capget header hdrp datap const ESRCH SOURCE undef version
2316 % LocalWords: libcap lcap obj to text dup clear DIFFERS get ncap caps ssize
2317 % LocalWords: argument length all setpcap from string name proc cat capgetp
2318 % LocalWords: capsetp getcap read sigreturn sysctl protected hardlinks tmp
2319 % LocalWords: dell' symlink symlinks pathname TOCTTOU of execve attack kcmp