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NOM
memfd_create - Créer un fichier anonyme
SYNOPSIS
#define _GNU_SOURCE /* Consultez feature_test_macros(7) */
#include <sys/mman.h>
int memfd_create(const char *name, unsigned int flags);
DESCRIPTION
memfd_create() crée un fichier anonyme et renvoie un descripteur de fichier qui s'y rapporte. Le fichier
se comporte comme un fichier normal, il peut donc être modifié, tronqué, projeté en mémoire, et ainsi de
suite. Mais contrairement à un fichier normal, il réside dans la RAM et son stockage est volatile. Une
fois que toutes les références au fichier ont disparu, il est automatiquement libéré. La mémoire anonyme
est utilisée pour toutes les pages de sauvegarde du fichier. Les fichiers créés par memfd_create() ont
donc la même sémantique que les autres allocations de mémoire anonyme telles que celles qui utilisent
mmap(2) avec l'attribut MAP_ANONYMOUS.
La taille initiale du fichier est positionnée à 0. Après l'appel, elle devrait être définie en utilisant
ftruncate(2) (ou le fichier peut être rempli par des appels à write(2) ou équivalent).
Le nom fourni dans name est utilisé comme nom de fichier et sera affiché en tant que cible du lien
symbolique correspondant dans le répertoire /proc/self/fd/. Le nom affiché a toujours un préfixe memfd:
et il ne sert que pour le débogage. Les noms ne changent pas le comportement du descripteur de fichier et
en tant que tels plusieurs fichiers peuvent avoir le même nom sans effets de bord.
Les valeurs suivantes peuvent subir une opération OU logique bit à bit dans flags pour modifier le
comportement de memfd_create() :
MFD_CLOEXEC
Placer l'attribut « close-on-exec » (FD_CLOEXEC) sur le nouveau descripteur de fichier. Consultez
la description de l'attribut O_CLOEXEC dans open(2) pour savoir pourquoi cela peut être utile.
MFD_ALLOW_SEALING
Permettre des opérations de verrouillage sur ce fichier. Voir le point sur les opérations
F_ADD_SEALS et F_GET_SEALS dans fcntl(2), ainsi que les NOTES ci-dessous. Le positionnement
initial des verrous est vide. Si cet attribut n'est pas défini, le positionnement initial des
verrous sera F_SEAL_SEAL, ce qui veut dire qu'aucun autre verrou ne peut être positionné sur le
fichier.
MFD_HUGETLB (depuis Linux 4.14)
Le fichier anonyme sera créé sur le système de fichiers hugetlbfs en utilisant d'immenses pages.
Voir le fichier Documentation/admin-guide/mm/hugetlbpage.rst des sources du noyau Linux pour plus
d'informations sur hugetlbfs. Le fait d'indiquer à la fois MFD_HUGETLB et MFD_ALLOW_SEALING dans
flags est pris en charge depuis Linux 4.16.
MFD_HUGE_2MB, MFD_HUGE_1GB, ...
Utilisé avec MFD_HUGETLB pour sélectionner d'autres tailles de page hugetlb (respectivement 2 Mo,
1 Go, ...) sur les systèmes qui gèrent plusieurs tailles de page hugetlb. Les définitions des
tailles de page immenses connues figurent dans le fichier d'entête <linux/memfd.h>.
Pour des détails sur l'encodage des tailles des pages immenses ne figurant pas dans le fichier
d'entête, voir le point sur les constantes du même nom dans mmap(2).
Les bits inusitées dans flags doivent valoir 0.
En code de retour, memfd_create() renvoie un nouveau descripteur de fichier qui peut être utilisé pour se
référer au fichier. Ce descripteur de fichier est ouvert en lecture et en écriture (O_RDWR) et
O_LARGEFILE est positionné pour le descripteur de fichier.
Par rapport à fork(2) et execve(2), la sémantique habituelle s'applique au descripteur de fichier créé
par memfd_create(). Une copie du descripteur de fichier est récupérée par l'enfant produit par fork(2) et
elle se rapporte au même fichier. Le descripteur de fichier est préservé pendant un execve(2), sauf si
l'attribut close-on-exec a été positionné.
VALEUR RENVOYÉE
En cas de succès, memfd_create() renvoie un nouveau descripteur de fichier. En cas d'erreur, -1 est
renvoyé et errno est positionné pour indiquer l'erreur.
ERREURS
EFAULT L'adresse dans name pointe vers une mémoire non valable.
EINVAL flags comprend des bits inconnus.
EINVAL name était trop long (la limite de 249 octets, n'incluant pas l'octet NULL final).
EINVAL MFD_HUGETLB et MFD_ALLOW_SEALING ont tous deux été indiqués dans flags.
EMFILE La limite du nombre de descripteurs de fichiers par processus a été atteinte.
ENFILE La limite du nombre total de fichiers ouverts pour le système entier a été atteinte.
ENOMEM Mémoire insuffisante pour créer un nouveau fichier anonyme.
VERSIONS
L'appel système memfd_create() est apparu dans Linux 3.17 ; la glibc le gère depuis la version 2.27.
CONFORMITÉ
L'appel système memfd_create() est spécifique à Linux.
NOTES
L'appel système memfd_create() offre une alternative simple au montage manuel d'un système de fichiers
tmpfs(5) et à la création et l'ouverture d'un fichier dans ce système de fichiers. Le premier objectif de
memfd_create() est de créer des fichiers et leur descripteur associé, utilisés avec les API de verrou de
fichiers fournis par fcntl(2).
L'appel système memfd_create() s'utilise également sans verrou de fichier (c'est pourquoi le verrouillage
de fichier a été désactivé sauf demande explicite avec l'attribut MFD_ALLOW_SEALING). En particulier, il
peut être utilisé comme alternative pour créer des fichiers dans tmp ou pour utiliser O_TMPFILE de
open(2), si vous ne voulez pas rattacher le fichier résultant au système de fichiers.
Verrou de fichiers
En l'absence de verrou de fichier, les processus qui communiquent à travers la mémoire partagée doivent
soit se faire confiance entre eux, soit prendre des mesures pour gérer la possibilité qu'un pair non
fiable manipule la région de mémoire partagée de manière problématique. Par exemple, un pair non fiable
pourrait modifier le contenu de la mémoire partagée n'importe quand ou rétrécir la zone de mémoire
partagée. La première éventualité rend le processus local vulnérable aux conflits (race conditions)
time-of-check-to-time-of-use (généralement gérés en copiant les données de la zone de mémoire partagée
avant de les vérifier et de les utiliser). La deuxième éventualité rend le processus local vulnérable aux
signaux SIGBUS quand on essaie d'accéder à un emplacement inexistant dans la zone de mémoire partagée
(gérer cette éventualité implique d'utiliser un gestionnaire pour le signal SIGBUS).
La gestion de pairs non fiables impose une plus grande complexité du code qui utilise la mémoire
partagée. Les verrous mémoire éliminent cette complexité, en permettant à un processus d'agir en toute
sécurité en sachant que son pair ne peut pas modifier la mémoire partagée de manière non souhaitée.
Voici un exemple d'utilisation du mécanisme de verrouillage :
1. Le premier processus crée un fichier tmpfs(5) en utilisant memfd_create(). L'appel donne un
descripteur de fichier utilisé dans les étapes ultérieures.
2. Le premier processus dimensionne le fichier créé à l'étape précédente en utilisant ftruncate(2), il le
projette en utilisant mmap(2) et il remplit la mémoire partagée avec les données désirées.
3. Le premier processus utilise l'opération F_ADD_SEALS de fcntl(2) pour poser un ou plusieurs verrous
sur le fichier afin de restreindre des modifications ultérieures (si on pose un verrou F_SEAL_WRITE,
il sera nécessaire de désassocier la projection modifiable partagée créée à l'étape précédente. Sinon,
on peut obtenir un comportement identique à F_SEAL_WRITE en utilisant F_SEAL_FUTURE_WRITE, qui
empêchera des écritures ultérieures à l'aide de mmap(2) et de write(2), tout en conservant les
projections modifiables partagées existantes).
4. Un deuxième processus obtient un descripteur de fichier pour le fichier tmpfs(5) et le projette. Parmi
les origines possibles de cela, vous trouverez :
– Le processus qui a appelé memfd_create() a pu transférer le descripteur de fichier consécutif au
deuxième processus à l'aide d'un socket de domaine UNIX (voir unix(7) et cmsg(3)). Le deuxième
processus projette alors le fichier en utilisant mmap(2).
– Le deuxième processus est créé à l'aide de fork(2) et, ainsi, il récupère automatiquement le
descripteur de fichier et sa projection (remarquez que dans ce cas et dans le prochain, il existe
une relation de confiance naturelle entre les deux processus puisqu'ils tournent sous le même
identifiant utilisateur. Donc, un verrou de fichier n'est, en principe, pas nécessaire).
– Le deuxième processus ouvre le fichier /proc/<pid>/fd/<fd>, où <pid> est l'identifiant de processus
du premier processus (celui qui a appelé memfd_create()) et <fd> est le numéro du descripteur de
fichier renvoyé par l'appel à memfd_create dans ce processus. Le deuxième processus projette
ensuite le fichier en utilisant mmap(2).
5. Le deuxième processus utilise l'opération F_GET_SEALS de fcntl(2) pour récupérer le masque de bits de
verrous appliqué au fichier. Ce masque peut être examiné pour déterminer le type de restrictions
posées aux modifications du fichier. Si vous le souhaitez, le deuxième processus peut appliquer des
verrous supplémentaires pour imposer d'autres restrictions (tant que le verrou F_SEAL_SEAL n'a pas
encore été appliqué).
EXEMPLES
Voici deux exemples de programme montrant l'utilisation de memfd_create() et de l'API de verrou de
fichier.
Le premier programme, t_memfd_create.c, crée un fichier tmpfs(5) en utilisant memfd_create(), donne une
taille au fichier, le projette en mémoire et, en option, pose des verrous sur le fichier. Le programme
accepte jusqu'à trois paramètres en ligne de commande, dont les deux premiers sont requis. Le premier
paramètre est le nom à donner au fichier, le deuxième est la taille à lui donner, le troisième,
optionnel, est une chaîne de caractères qui indique les verrous à poser sur le fichier.
Le deuxième programme, t_get_seals.c, peut être utilisé pour ouvrir un fichier existant créé à l'aide de
memfd_create() et examiner les verrous qui y sont posés.
La session d'interpréteur suivant montre l'utilisation de ces programmes. Nous créons d'abord un fichier
tmpfs(5) et nous posons des verrous dessus :
$ ./t_memfd_create my_memfd_file 4096 sw &
[1] 11775
PID: 11775; fd: 3; /proc/11775/fd/3
À ce moment, le programme t_memfd_create continue à s'exécuter en tâche de fond. À partir d'un autre
programme, nous pouvons obtenir un descripteur de fichier pour le fichier créé par memfd_create() en
ouvrant /proc/[pid]/fd qui correspond au descripteur de fichier ouvert par memfd_create(). En utilisant
ce chemin, nous examinons le contenu du lien symbolique /proc/[pid]/fd et nous utilisons notre programme
t_get_seals pour voir les verrous posés sur le fichier :
$ readlink /proc/11775/fd/3
/memfd:my_memfd_file (deleted)
$ ./t_get_seals /proc/11775/fd/3
Verrous existants : WRITE SHRINK
Source du programme : t_memfd_create.c
#define _GNU_SOURCE
#include <stdint.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define errExit(msg) do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0)
int
main(int argc, char *argv[])
{
int fd;
unsigned int seals;
char *addr;
char *name, *seals_arg;
ssize_t len;
if (argc < 3) {
fprintf(stderr, "%s name size [seals]\n", argv[0]);
fprintf(stderr, "\t'seals' can contain any of the "
"following characters:\n");
fprintf(stderr, "\t\tg - F_SEAL_GROW\n");
fprintf(stderr, "\t\ts - F_SEAL_SHRINK\n");
fprintf(stderr, "\t\tw - F_SEAL_WRITE\n");
fprintf(stderr, "\t\tW - F_SEAL_FUTURE_WRITE\n");
fprintf(stderr, "\t\tS - F_SEAL_SEAL\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
name = argv[1];
len = atoi(argv[2]);
seals_arg = argv[3];
/* Créer un fichier anonyme dans tmpfs ; permet de poser
des verrous sur le fichier */
fd = memfd_create(name, MFD_ALLOW_SEALING);
if (fd == -1)
errExit("memfd_create");
/* Taille du fichier indiquée sur la ligne de commande */
if (ftruncate(fd, len) == -1)
errExit("truncate");
printf("PID: %jd; fd: %d; /proc/%jd/fd/%d\n",
(intmax_t) getpid(), fd, (intmax_t) getpid(), fd);
/* Code pour projeter le fichier et remplir le plan
avec des données omises */
/* Si un paramètre 'seals' de la ligne de commande est fourni,
poser des verrous sur le fichier */
if (seals_arg != NULL) {
seals = 0;
if (strchr(seals_arg, 'g') != NULL)
seals |= F_SEAL_GROW;
if (strchr(seals_arg, 's') != NULL)
seals |= F_SEAL_SHRINK;
if (strchr(seals_arg, 'w') != NULL)
seals |= F_SEAL_WRITE;
if (strchr(seals_arg, 'W') != NULL)
seals |= F_SEAL_FUTURE_WRITE;
if (strchr(seals_arg, 'S') != NULL)
seals |= F_SEAL_SEAL;
if (fcntl(fd, F_ADD_SEALS, seals) == -1)
errExit("fcntl");
}
/* Continuer l’exécution pour que le fichier créé par
memfd_create() continue à exister */
pause();
exit(EXIT_SUCCESS);
}
Source du programme : t_get_seals.c
#define _GNU_SOURCE
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define errExit(msg) do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0)
int
main(int argc, char *argv[])
{
int fd;
unsigned int seals;
if (argc != 2) {
fprintf(stderr, "%s /proc/PID/fd/FD\n", argv[0]);
exit(EXIT_FAILURE);
}
fd = open(argv[1], O_RDWR);
if (fd == -1)
errExit("open");
seals = fcntl(fd, F_GET_SEALS);
if (seals == -1)
errExit("fcntl");
printf("Existing seals:");
if (seals & F_SEAL_SEAL)
printf(" SEAL");
if (seals & F_SEAL_GROW)
printf(" GROW");
if (seals & F_SEAL_WRITE)
printf(" WRITE");
if (seals & F_SEAL_FUTURE_WRITE)
printf(" FUTURE_WRITE");
if (seals & F_SEAL_SHRINK)
printf(" SHRINK");
printf("\n");
/* Code pour associer le fichier et l'accès au contenu de la
projection résultante omise */
exit(EXIT_SUCCESS);
}
VOIR AUSSI
fcntl(2), ftruncate(2), mmap(2), shmget(2), shm_open(3)
COLOPHON
Cette page fait partie de la publication 5.10 du projet man-pages Linux. Une description du projet et des
instructions pour signaler des anomalies et la dernière version de cette page peuvent être trouvées à
l'adresse https://www.kernel.org/doc/man-pages/.
TRADUCTION
La traduction française de cette page de manuel a été créée par Christophe Blaess
<https://www.blaess.fr/christophe/>, Stéphan Rafin <stephan.rafin@laposte.net>, Thierry Vignaud
<tvignaud@mandriva.com>, François Micaux, Alain Portal <aportal@univ-montp2.fr>, Jean-Philippe Guérard
<fevrier@tigreraye.org>, Jean-Luc Coulon (f5ibh) <jean-luc.coulon@wanadoo.fr>, Julien Cristau
<jcristau@debian.org>, Thomas Huriaux <thomas.huriaux@gmail.com>, Nicolas François
<nicolas.francois@centraliens.net>, Florentin Duneau <fduneau@gmail.com>, Simon Paillard
<simon.paillard@resel.enst-bretagne.fr>, Denis Barbier <barbier@debian.org>, David Prévot
<david@tilapin.org> et Jean-Philippe MENGUAL <jpmengual@debian.org>
Cette traduction est une documentation libre ; veuillez vous reporter à la GNU General Public License
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Linux 1 novembre 2020 MEMFD_CREATE(2)