_syscalls_ sem10 - Интерфейс библиотечных функций и системных вызовов. Работа с файлами. Работа с файловой системой (Мини-учебник с ejudge = Чернокнижка), страница 4

Кроме того, необходимо использовать средства предотвращения одновременногодоступа к файлу, которые будут рассмотрены в следующих разделах.Дескриптор потока помимо информации о буферизации хранит номер низкоуровневогофайлового дескриптора, с помощью которого и осуществляются все операции ввода/вывода.Номер файлового дескриптора можно получить с помощью функции fileno.#include <stdio.h>int fileno(FILE *stream);Функция fileno всегда завершается успешно (если, конечно, передан правильный дескриптор потока) и не модифицирует переменную errno.Функция fdopen позволяет создать дескриптор потока по уже открытому низкоуровневому файловому дескриптору.#include <stdio.h>FILE *fdopen(int fildes, const char *mode);Здесь параметр fildes задаёт номер низкоуровневого файлового дескриптора, а параметр mode — режимы открытия, точно такие же, как у функции fopen.

Режим, в которомбыл открыт файловый дескриптор fildes не должен противоречить режиму открытия, заданному в параметре mode. Указатель текущего положения в открывающемся потоке устанавливается в соответствие с указателем текущего положения файлового дескриптора. Еслирежим открытия указан как "w" или "w+", содержимое файла не будет очищено, в отличиеот функции fopen.Дескриптор потока будет использовать файловый дескриптор с указанным номером, а неего копию, полученную с помощью системного вызова dup. Поэтому, после того, как файловый дескриптор был трансформирован в дескриптор потока, закрываться он должен каквысокоуровневый поток, то есть с помощью функции fclose.При успешном завершении функция fdopen возвращает указатель на новый дескриптор потока, а при неудаче возвращается NULL, и переменная errno устанавливается в кодошибки (например, неверный файловый дескриптор).2.5 Временные файлыЧасто программе в процессе работы требуется вспомогательный файл.

Такой файл создаётся программой, программой же используется и удаляется, а пользователь может ничегоне знать об использовании дополнительных файлов. Такие файлы называются вре́менными,так как время их жизни не больше времени работы программы.Первый вопрос, который возникает, когда нужно создать временный файл: в каком каталоге файловой системы он должен быть создан? Кажется, что можно создавать егов текущем каталоге, но это неверно.

Во-первых, текущий каталог может быть закрыт на запись для пользователя, запустившего программу. Попытка создать временный файл в этомслучае закончится неудачей. Во-вторых, если каталог открыт на запись, размер файлов и ихколичество могут быть ограничены (так называемая дисковая квота), и создание и работа свременными файлами может ещё больше ограничить возможности пользователя.

В-третьих,10если каталог располагается на сетевой файловой системе NFS, операции с ним могут оказаться достаточно медленными.Традиционно в системах UNIX для временных файлов использовался каталог /tmp (всистеме Solaris ещё /var/tmp). Этот каталог открыт на запись и чтение для всех пользователей, как правило, не квотируется и, как правило, располагается на локальной файловойсистеме. Для временных файлов может использоваться другой тип файловой системы, чтобыповысить эффективность работы с файлами.

Кроме того, область временных файлов можетразделятся с областью подкачки системы. Система либо очищает каталог временных файловпри каждой перезагрузке, либо периодически удаляет из него все файлы, к которым не былодоступа в течение определённого времени (на RedHat Linux две недели).Общесистемный разделяемый каталог, такой как /tmp, является узким местом с точки зрения обеспечения безопасности системы. Если программа работает с ним неаккуратно,злоумышленник может, в нужные моменты времени создавая файлы в таком каталоге, испортить содержимое файлов пользователя, запустившего программу или даже записать внужные злоумышленнику файлы (например, /etc/passwd) нужные ему данные (при условии, что программа запущена суперпользователем root).

Поэтому использование каталоговтипа /tmp нежелательно. Чтобы указать путь к каталогу, в котором следует создавать временные файлы, пользователь может установить переменную окружения TMPDIR, и программе следует использовать эту переменную, если она установлена.

Если переменная окружения не установлена, программе следует использовать константу P_tmpdir, определённую взаголовочном файле <stdio.h>. Эта константа (макрос) определяет путь к общесистемному каталогу временных файлов. И только в крайнем случае программа должна использоватьявный путь /tmp.Второй вопрос: как должен называться временный файл? Фиксированное название(например, myfile) плохо.

Во-первых, если одновременно будут работать два процесса,запущенные одним или разными пользователями, то либо два процесса будут одновременноиспользовать один и тот же файл, что приведёт к порче данных, либо работать будет толькоодин процесс. Поэтому имя временного файла должно содержать некоторую непостоянную(случайную) компоненту, причём пространство имён, из которого выбирается эта компонента должно быть достаточно большим, чтобы исчерпание пространства имён было маловероятным. Например, случайное число в интервале от 0 до RAND_MAX, преобразованное встроковое представление, даёт хорошую случайную компоненту, при условии, что затравкагенератора псевдослучайных чисел меняется при каждом запуске программы (например, зависит от времени).Поскольку, как было сказано выше, в каталог временных файлов имеют право записывать все пользователи, в том числе потенциально враждебные, необходимо выполнять особенные процедуры при создании временных файлов.

После того, как случайное имя временного файла сгенерировано, файл должен создаваться с помощью системного вызова open срежимом создания O_EXCL. Это гарантирует то, что файл будет успешно создан, если файлс таким именем ещё не существовал. Если системный вызов open завершился с ошибкойEEXIST (файл уже существует), нужно сгенерировать новое имя файла и повторить попытку, и так до тех пор, пока файл наконец не будет создан, либо не будет исчерпано пространство случайных имён.

Права доступа у временного файла должны быть равны 0600, то естьдоступ всех пользователей, кроме владельца файла закрыт.Рассмотрим сценарии, показывающие необходимость таких предосторожностей. Предположим, что временный файл не открывается с флагом O_EXCL. Тогда злоумышленник может узнать, какое имя будет иметь временный файл (например, подсмотрев текст программы). После этого он создаёт в каталоге временных файлов (допустим, это /tmp) символи11ческую связь с этим именем, которая указывает на некоторый файл пользователя, которыйзлоумышленник хочет испортить или модифицировать.

В качестве таких файлов он можетвыбрать .rhosts или .profile, или просто любой файл, принадлежащий пользователю, который злоумышленник хочет испортить. Когда программа, неосторожно работающаяс временными файлами, будет запущена, она откроет временный файл, не заметив, что этотфайл уже существует. Символическая связь будет прослежена, и будет открыт и очищеннекоторый файл пользователя, содержащий, возможно, важные данные.Если временный файл создаётся с большими правами доступа, чем 0600, злоумышленник может подсмотреть (или даже модифицировать) содержимое временного файла, что,возможно, нежелательно. Явное изменение прав доступа уже после открытия файла (с помощью системного вызова chmod) оставляет злоумышленнику возможность открыть файлв тот момент, когда open уже создал файл, а chmod ещё не был вызван (такая ошибка называется “race condition”).Наконец, когда программа завершает работу, все ею созданные временные файлы должны быть удалены, чтобы они не засоряли каталог разделяемых файлов.

Если программа непланирует несколько раз открывать и закрывать этот временный файл, его можно удалитьсразу после открытия. Тогда файл будет существовать, но не иметь имени, а все блоки данных будут освобождены, как только будет закрыт последний файловый дескриптор, ассоциированный с этим файлом.Часть функций по созданию временного файла принимает на себя функция mkstemp.#include <stdlib.h>int mkstemp(char *template);Функция mkstemp создаёт временный файл по шаблону имени, заданному аргументомtemplate.