EXECVE(2)

NAZWA
execve - uruchomienie programu

SKŁADNIA
#include <unistd.h>

int execve(const char *filename, char *const argv[],
char *const envp[]);

OPIS
execve() wykonuje program wskazywany przez filename. filename musi być albo wykonywalnym plikiem binarnym, albo skryptem zaczynającym się od linii w postaci:
#! interpreter [opcjonalny-parametr]
Szczegóły tego ostatniego przypadku można znaleźć poniżej w rozdziale "Skrypty interpretowane". argv jest tablicą łańcuchów przekazywanych jako argumenty nowego programu. Zgodnie z konwencją pierwszy z nich powinien zawierać nazwę pliku skojarzonego z wykonywanym programem. envp jest tablicą łańcuchów postaci klucz=wartość, która jest przekazywana jako środowisko do nowego programu. Zarówno argv, jak i envp muszą być zakończone wskaźnikiem pustym (NULL). Tablica argumentów oraz środowisko są dostępne w funkcji main wywoływanego programu, jeżeli jest ona zdefiniowana jako:
int main(int argc, char *argv[], char *envp[])
W razie powodzenia execve() nie powraca, a sekcje tekstu, danych, bss i stos wywołującego procesu są nadpisywane odpowiednimi sekcjami ładowanego programu. Jeśli obecny program jest śledzony za pomocą ptrace, wysyła się mu SIGTRAP po pomyślnym execve(). Jeżeli plik programu wskazywany przez filename ma ustawiony bit set-user-ID i plik ten jest umieszczony na systemie plików zamontowanym bez opcji nosuid (znacznika MS_NOSUID wywołania mount(2)) oraz proces wywołujący nie jest śledzony (ptrace(2)), to efektywny identyfikator użytkownika procesu wywołującego jest ustawiany na właściciela pliku programu. Podobnie, jeżeli dla pliku programu ustawiony jest bit set-group-ID, to efektywnemu identyfikatorowi grupy procesu wywołującego jest przypisywana grupa pliku programu. Efektywny identyfikator użytkownika jest kopiowany do saved-set-user-ID; podobnie efektywny identyfikator grupy jest kopiowany do saved-set-group-ID. Kopiowanie odbywa się po zmianie któregokolwiek z efektywnych identyfikatorów związanej z bitami trybu set-user-ID i set-group-ID. Jeśli program wykonywalny jest skonsolidowany dynamicznie w formacie a.out z bibliotekami dzielonymi, to na początku uruchamiania wywoływany jest konsolidator dynamiczny ld.so(8), który ładuje wszystkie obiekty do pamięci i konsoliduje z nimi program wykonywalny. Jeżeli program jest skonsolidowany dynamicznie jako ELF, to do załadowania potrzebnych obiektów współdzielonych używany jest interpreter określony w segmencie PT_INTERP. Tym interpreterem jest zazwyczaj /lib/ld-linux.so.2, w wypadku programów skonsolidowanych z glibc2 (zob. ld-linux.so(8)). Wszystkie atrybuty procesu są zachowywane podczas execve(), z wyjątkiem poniższych:

*   Ustawienia obsługi sygnałów, które są przechwytywane, są zmieniane na wartości domyślne (signal(7)).

*   Alternatywny stos sygnałów nie jest zachowywany (sigaltstack(2)).

*   Mapowania pamięci nie są zachowywane (mmap(2))

*   Dołączone segmenty pamięci dzielonej Systemu V są odłączane (shmat(2)).

*   Regiony pamięci dzielonej POSIX są odmapowane (shm_open(3)).

*   Otwarte kolejki komunikatów POSIX są zamykane (mq_overview(7)).

*   Otwarte semafory nazwane POSIX są zamykane (mq_overview(7)).

*   Timery POSIX nie są zachowywane (timer_create(2)).

*   Otwarte strumienie katalogów są zamykane (opendir(3)).

*   Blokady pamięci nie są zachowywane (mlock(2), mlockall(2)).

*   Zarejestrowanie funkcje wykonywanych po zakończeniu procesu nie są zachowywane (atexit(3), on_exit(3)).

*   Środowisko zmiennoprzecinkowe jest ustawiane na domyślne (patrz fenv(3)).

Atrybuty procesu w liście przedstawionej powyżej są określone w POSIX.1. Następujące specyficzne dla Linuksa atrybuty procesu również nie są zachowywane podczas execve():

*   Znacznik PR_SET_DUMPABLE prctl(2) jest ustawiany, chyba że wykonywany program ma ustawiony bit set-user-ID lub set-group-ID, w którym przypadku znacznik ten jest czyszczony.

*   Znacznik PR_SET_KEEPCAPS prctl(2) jest czyszczony.

*   (Od Linuksa 2.4.36 / 2.6.23) Jeśli wykonywany program ma ustawiony bit set-user-ID lub set-group-ID, to jest czyszczony znacznik PR_SET_PDEATHSIG sygnału śmierci rodzica ustawiony przez prctl(2).

*   Nazwa procesu ustawiona przez PR_SET_NAME z prctl(2) (i wyświetlana przez ps -o comm) jest ustawiana na nazwę nowego pliku wykonywalnego.

*   Znacznik SECBIT_KEEP_CAPS w securebits jest czyszczony. Patrz capabilities(7).

*   Sygnał zakończenia jest ustawiany na SIGCHLD (patrz clone(2)).

*   Tablica deskryptora plików nie jest dzielona, co anuluje działanie flagi CLONE_FILES clone(2).

Dalsze uwagi:

*   Wszystkie wątki oprócz wątku wywołującego są niszczone podczas execve(). Muteksy, zmienne warunkowe i inne obiekty pthreads nie są zachowywane.

*   Odpowiednik setlocale(LC_ALL, "C") jest wykonywany po uruchomieniu programu.

*   POSIX.1 określa, że ustawienie procedur obsługi sygnału na ignorowanie lub na wartość domyślną jest pozostawiane bez zmian. POSIX.1 przewiduje jeden wyjątek od tej reguły: jeśli SIGCHLD jest ignorowany, to implementacja może albo nie zmienić tego ustawienia, albo przestawić je na wartość domyślną; Linux robi to pierwsze.

*   Wszystkie asynchroniczne operacje wejścia/wyjście są anulowane (aio_read(3), aio_write(3)).

*   Sposób obsługi atrybutów (zdolności) procesu podczas execve() opisano w capabilities(7).

*   Domyślnie deskryptory plików pozostają otwarte po execve(). Deskryptory plików oznaczone jako "close-on-exec" są zamykane, patrz opis FD_CLOEXEC w fcntl(2). (Jeśli deskryptor pliku zostanie zamknięty, to zwolnione zostaną wszystkie blokady rekordów dotyczące pliku związanego z tym deskryptorem. Szczegóły można znaleźć w fcntl(2)). POSIX.1 mówi, że jeżeli deskryptory plików 0, 1 i 2 zostałyby zamknięte po pomyślnym wykonaniu execve(), a proces uzyskałby przywileje z powodu ustawionego na wykonywanym pliku bitu trybu set-user-ID lub set-group-ID, to system może otworzyć bliżej nieokreślony plik dla każdego z tych deskryptorów plików. Jako zasadę należy przyjąć, że żaden przenośny program, uprzywilejowany czy nie, nie może zakładać, że te trzy deskryptory plików będą zamknięte po execve().

  Skrypty interpretowane
Skrypt interpretowany jest plikiem tekstowym mającym ustawione prawo do wykonywania. Pierwsza linia tego pliku jest w postaci:
#! interpreter [opcjonalny-parametr]
interpreter mus być poprawną nazwą ścieżki do pliku wykonywalnego. Jeśli argument filename wywołania execve() określa interpreter, to zostanie uruchomiony interpreter z następującymi argumentami:
interpreter [opcjonalny-arg] filename arg...
gdzie arg... jest serią słów, na które wskazuje argument argv wywołania execve(), poczynając od argv[1]. Dla zachowania przenośności na inne systemu optional-arg albo w ogóle nie powinien być podawany, albo powinien być podany jako pojedyncze słowo (nie powinien zawierać spacji); patrz UWAGI poniżej. Od Linuksa 2.6.28 jądro pozwala, aby interpreterem skryptu również był skrypt. To uprawnienie jest rekurencyjne, aż po czterykroć, tak więc interpreter może być skryptem interpretowanym przez skrypt itd.

  Ograniczenia rozmiaru argumentów i środowiska
Większość implementacji Uniksa narzuca ograniczenia na całkowity rozmiar argumentów linii poleceń (argv) i środowiska (envp) przekazywanych do nowego programu. POSIX.1 pozwala implementacji ogłosić te ograniczenia za pomocą stałej ARG_MAX (albo zdefiniowanej w <limits.h>, albo dostępnej podczas wykonywania programu za pomocą wywołania sysconf(_SC_ARG_MAX)). W jadrach Linuksa wcześniejszych niż 2.6.23, pamięć używana do przechowywania łańcuchów znaków środowiska i argumentów była ograniczana do 32 stron (zdefiniowane przez stałą jądra MAX_ARG_PAGES). W architekturach mających strony o rozmiarze 4 kB oznaczało to maksymalny rozmiar równy 128 kB. W jądrze 2.6.23 i późniejszych większość architektur wspiera ograniczenie rozmiaru wywodzące się z miękkiego limitu zasobu RLIMIT_STACK (patrz getrlimit(2)), obowiązującego podczas wywołania execve() (Wyjątek stanowią architektury nie mające jednostki zarządzania pamięcią: przechowują ograniczenie obowiązujące przed wersją jądra 2.6.23). Zmiana ta pozwala programom na posiadanie znacznie większej listy argumentów lub środowiska. Na tych architekturach całkowity rozmiar jest ograniczony do 1/4 dopuszczalnego rozmiaru stosu. (Limit 1/4 zapewnia, że zostanie jakaś przestrzeń na stos dla nowego programu). Od Linuksa 2.6.25 jądro przyjmuje wartość minimalną 32 stron dla tego limitu rozmiaru, tak żeby zagwarantować, że w przypadku gdy RLIMIT_STACK ma niewielką wartość, aplikacje dostaną co najmniej taką przestrzeń na argumenty i środowisko, jaką miały w Linuksie 2.6.23 i wcześniejszych. (Takiej gwarancji nie ma w Linuksach 2.6.23 i 2.6.24). Dodatkowo ograniczeniem na pojedynczy łańcuch znaków są 32 strony (stała jądra MAX_ARG_STRLEN), a maksymalna liczba takich łańcuchów wynosi 0x7FFFFFFF.

WARTOŚĆ ZWRACANA
Po pomyślnym zakończeniu execve() nie wraca, w wypadku błędu zwracane jest -1 i odpowiednio ustawiane errno.

BŁĘDY

E2BIG
    Całkowita liczba bajtów środowiska (envp) i listy argumentów (argv) jest za duża.

EACCES
    Brak praw do przeszukiwania dla składnika ścieżki filename lub ścieżki interpretera skryptu (patrz także path_resolution(7)).

EACCES
    Plik lub interpreter skryptu nie jest zwykłym plikiem.

EACCES
    Brak praw wykonywania dla pliku, skryptu lub intepretera ELF.

EACCES
    System plików jest zamontowany jako noexec.

EAGAIN (od Linuksa 3.1)
    Po zmianie swojego rzeczywistego UID za pomocą jednego z wywołań set*uid(), wywołujący był—i wciąż jest—powyżej swojego limitu zasobó RLIMIT_NPROC (zob. setrlimit(2)). Więcej informacji o tym błędzie znajduje się w rozdziale UWAGI.

EFAULT
    filename lub jeden ze wskaźników w wektorach argv lub envp wskazuje poza dostępną dla użytkownika przestrzeń adresową.

EINVAL
    Plik wykonywalny w formacie ELF ma więcej niż jeden segment PT_INTERP (tzn. ma więcej niż jeden interpreter).

EIO Wystąpił błąd wejścia-wyjścia.

EISDIR
    Intepreter ELF jest katalogiem.

ELIBBAD
    Nie został rozpoznany format interpretera ELF.

ELOOP
    Podczas rozwiązywania filename, nazwy skryptu lub interpretera ELF napotkano zbyt wiele dowiązań symbolicznych.

ELOOP
    Osiągnięto maksymalny limit rekurencji podczas intepretacji rekurencyjnego skryptu (zob. pow. "Skrypty interpretowane"). Przed Linuksem 3.8 w takim wypadku występował błąd ENOEXEC.

EMFILE
    Zostało osiągnięte ograniczenie na liczbę otwartych deskryptorów plików dla procesu.

ENAMETOOLONG
    filename jest zbyt długie.

ENFILE
    Zostało osiągnięte systemowe ograniczenie na całkowitą liczbę otwartych plików.

ENOENT
    Plik filename, skrypt, lub intepreter ELF nie istnieje albo nie można znaleźć biblioteki współdzielonej potrzebnej do uruchomienia pliku lub interpretera.

ENOEXEC
    Nie rozpoznano formatu pliku binarnego, plik ten jest skompilowany dla innej architektury albo wystąpił jakiś inny błąd formatu pliku, który powoduje, że program nie może być uruchomiony.

ENOMEM
    Brak dostępnej pamięci jądra.

ENOTDIR
    Składnik ścieżki filename, ścieżki skryptu lub ścieżki interpretera ELF nie jest katalogiem.

EPERM
    System plików jest zamontowany jako nosuid, użytkownik nie jest administratorem, a plik ma ustawiony bit set-user-ID lub set-group-ID.

EPERM
    Proces jest śledzony (trace), użytkownik nie jest superużytkownikiem, a plik ma ustawiony bit set-user-ID lub set-group-ID.

EPERM
    Aplikację ślepe na przywileje nie pozyskają pełnego zestawu dozwolonych przywilejów przyznanego przez plik wykonywalny. Zob. capabilities(7).

ETXTBSY
    Podany plik wykonywalny był otwarty do zapisu przez jeden lub więcej procesów.

ZGODNE Z
POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, SVr4, 4.3BSD. POSIX nie opisuje zachowania #!, lecz istnieje ono (z pewnymi odmianami) na innych systemach Uniksowych.

UWAGI
Procesy z ustawionymi znacznikami set-user-ID oraz set-group-ID nie mogą być śledzone za pomocą ptrace(2). Efekt zamontowania systemu plików nosuid jest różny dla różnych wersji jądra Linuksa: niektóre odmówią uruchomienia programów set-user-ID i set-group-ID, gdy spowodowałoby to udostępnienie użytkownikowi możliwości, którymi w danym momencie nie dysponuje (i zwrócą EPERM), inne po prostu zignorują bity set-user-ID i set-group-ID i pomyślnie wykonają exec(). Pod Linuksem argv i envp może być podany jako NULL. W obu przypadkach, ma to ten sam skutek co podanie danego argumentu jako wskaźnika do listy zawierającej pojedynczy wskaźnik null. Prosimy nie wykorzystywać tej niestandardowej i nieprzenośnej pseudofunkcji! Na większości innych systemów Uniksowych podanie jako argv wartości NULL spowoduje wystąpienie błędu (EFAULT). Część innych systemów Uniksowych traktuje przypadek envp==NULL tak samo jak Linux. POSIX.1 określa, że wartości zwracane przez sysconf(3) nie powinny się zmieniać przez cały czas życia procesu. Jednakże od wersji 2.6.23 Linuksa zmiana limitu zasobów RLIMIT_STACK powoduje również zmianę wartości zwracanej przez _SC_ARG_MAX, żeby odzwierciedlić fakt, że zmieniły się ograniczenia przestrzeni służącej do przechowywania argumentów linii poleceń i zmiennych środowiska. W większości sytuacji gdy execve() zawiedzie, kontrola powraca do oryginalnego obrazu wykonywalnego, a wywołujący execve() może następnie obsłużyć błąd. Jednak są (rzadkie) przypadki (zwykle przy braku zasobów), gdy błąd może wystąpić w momencie bez powrotu: oryginalny obraz wykonywalne został podzielony, a nie można całkowicie zbudować nowego obrazu. W takich sytuacjach jądro zabija proces sygnałem SIGKILL.

  Skrypty interpretowane
Maksymalna długość pierwszego wiersza skryptu interpretera wynosi 127 znaków. Semantyka argumentu optional-arg skryptu interpretera różni się pomiędzy implementacjami. Pod Linuksem cały łańcuch znaków występujący po nazwie interpretera jest przekazywany jako pojedynczy argument. Jednakże inne systemy zachowują się inaczej. Niektóre systemy traktują pierwszy znaku białej spacji jako znak kończący optional-arg. Na innych systemach skrypt interpretera może przyjmować wiele argumentów i białe znaki optional-arg służą do ich rozdzielania. Linux ignoruje bity set-user-ID i set-group-ID dla skryptów.

  execve() i EAGAIN
Poniżej znajduje się bardziej szczegółowy opis błędu EAGAIN, który może wystąpić (od Linuksa 3.1) przy wywoływaniu execve(). Błąd EAGAIN może wystąpić, gdy wywołanie poprzedzające setuid(2), setreuid(2) lub setresuid(2) spowodowało, że rzeczywisty ID użytkownika procesu zmienił się i ta zmiana doprowadziła do wyczerpania jego limitu zasobów RLIMIT_NPROC (tzn. liczba procesów należących do nowego rzeczywistego UID przekroczy limit zasobów). W wersjach Linuksa od 2.6.0 do 3.0 powodowało to niepowodzenie wywołania set*uid(). Przed wersja 2.6 limit zasobów nie był nakładany w przypadku procesów zmieniających swój identyfikator użytkownika. Od Linuksa 3.1, opisana sytuacja nie powoduje już niepowodzenia wywołania set*uid(), ponieważ zbyt często prowadziło to do dziur bezpieczeństwa, gdy nieprawidłowo napisane programy nie sprawdzały statusu zakończenia i przyjmowały, że—jeśli wywołujący ma uprawnienia roota—wywołanie zawsze powiedzie się. Obecnie wywołania set*uid() poprawnie zmieniają rzeczywisty UID, lecz jądro ustawia wewnętrzną flagę PF_NPROC_EXCEEDED, wskazując że przekroczono limit zasobów RLIMIT_NPROC. Jeśli flaga PF_NPROC_EXCEEDED jest ustawiona, a limit zasobów jest wciąż przekroczony w trakcie kolejnego wywołania execve(), to wywołanie to zakończy się z błędem EAGAIN. Ta logika jądra zapewnia, że limit zasobów RLIMIT_NPROC jest wciąż wymuszony dla zwykłej pracy demonów uprzywilejowanych —przykładem jest fork(2) + set*uid() + execve(). Jeśli jednak limit zasobów nie był już przekroczony w trakcie wywołania execve() (ponieważ zakończyły się inne procesy należące do tego rzeczywistego UID pomiędzy wywołaniami set*uid() i execve()), to wywołanie execve() powiedzie się, a jądro usunie flagę procesu PF_NPROC_EXCEEDED. Flaga jest usuwana również wówczas, gdy kolejne wywołanie do fork(2) przez ten proces powiedzie się.

  Historia
W Uniksie V6 lista argumentów wywołania exec() była kończona 0, podczas gdy lista argumentów funkcji main była kończona -1. Dlatego lista argumentów przekazana do main nie mogła być bezpośrednio użyta w wywołaniu exec(). Od Uniksa V7 obie te wartości są NULL.

PRZYKŁAD
Następujący program jest zaprojektowany do wykonania przez drugi program przedstawiony poniżej. Wyświetla swoje argumenty uruchomienia po jednym w wierszu.
/* myecho.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int
main(int argc, char *argv[])
{
    int j;
    for (j = 0; j < argc; j++)
        printf("argv[%d]: %s\n", j, argv[j]);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}
Tego programu można użyć do uruchomienia programu podanego w argumencie linii poleceń:
/* execve.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int
main(int argc, char *argv[])
{
    char *newargv[] = { NULL, "witaj", "świecie", NULL };
    char *newenviron[] = { NULL };
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Użycie: %s <plik-do-uruchomienia>\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    newargv[0] = argv[1];
    execve(argv[1], newargv, newenviron);
    perror("execve");   /* execve() wraca tylko w przypadku błędu */
    exit(EXIT_FAILURE);
}
Możemy użyć drugiego programu do uruchomienia pierwszego:
$ cc myecho.c -o myecho
$ cc execve.c -o execve
$ ./execve ./myecho
argv[0]: ./myecho
argv[1]: witaj
argv[2]: świecie
Możemy także użyć tych programów do pokazania używania interpretera skryptu. Aby to zrobić, tworzymy skrypt, którego "interpreterem" jest nasz program myecho:
$ cat > script
#!./myecho script-arg
^D
$ chmod +x script
Następnie używamy naszego programu do wykonania skryptu:
$ ./execve ./script
argv[0]: ./myecho
argv[1]: script-arg
argv[2]: ./script
argv[3]: witaj
argv[4]: świecie

ZOBACZ TAKŻE
chmod(2), execveat(2), fork(2), ptrace(2), execl(3), fexecve(3), getopt(3), system(3), credentials(7), environ(7), path_resolution(7), ld.so(8)

O STRONIE
Angielska wersja tej strony pochodzi z wydania 4.07 projektu Linux man-pages. Opis projektu, informacje dotyczące zgłaszania błędów, oraz najnowszą wersję oryginału można znaleźć pod adresem https://www.kernel.org/doc/man-pages/.

TŁUMACZENIE
Autorami polskiego tłumaczenia niniejszej strony podręcznika man są: Przemek Borys (PTM) <pborys@dione.ids.pl>, Andrzej Krzysztofowicz (PTM) <ankry@mif.pg.gda.pl>, Robert Luberda <robert@debian.org> i Michał Kułach <michal.kulach@gmail.com>.

Polskie tłumaczenie jest częścią projektu manpages-pl; uwagi, pomoc, zgłaszanie błędów na stronie http://sourceforge.net/projects/manpages-pl/. Jest zgodne z wersją 4.07 oryginału.