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NOM
pid_namespaces – Présentation des espaces de noms d'identifiants de processus (ou PID)
sous Linux
DESCRIPTION
Pour une présentation générale des espaces de noms, consultez namespaces(7).
Les espaces de noms PID isolent les espaces de numéros d'identifiants de processus, ce qui
signifie que des processus de différents espaces de noms PID peuvent avoir le même PID.
Les espaces de noms PID permettent aux conteneurs de fournir des possibilités telles que
la suspension et la reprise de l’ensemble des processus d’un conteneur et la migration du
conteneur vers un nouvel hôte tout en permettant aux processus du conteneur de conserver
leurs PID.
Dans un nouvel espace de noms PID, la numérotation commence à 1 comme pour un système
autonome et les appels à fork(2), vfork(2) ou clone(2) génèrent des identifiants de
processus uniques dans l'espace de noms PID.
Le noyau doit avoir été configuré avec l'option CONFIG_PID_NS pour permettre l'utilisation
des espaces noms PID.
Le processus d'initialisation (init) de l'espace de noms
Le premier processus créé dans un nouvel espace de noms (c'est-à-dire le processus créé
par clone(2) avec l'attribut CLONE_NEWPID ou le premier processus enfant créé après un
appel à unshare(2) avec l'attribut CLONE_NEWPID) a pour PID 1. Il est le processus
« init » pour l'espace de noms (consultez init(1)). Ce processus devient le parent pour
n’importe quel processus enfant qui devient orphelin parce qu’un processus résidant dans
cet espace de noms PID se termine (voir ci-après pour plus de détails).
Si le processus « init » d'un espace de noms PID se termine, le noyau tue tous les
processus de cet espace de noms au moyen du signal SIGKILL. Ce comportement illustre le
fait que le processus « init » est essentiel au bon fonctionnement de l'espace de noms
PID. Dans ce cas, une commande fork(2) ultérieure dans cet espace de noms PID échouera en
renvoyant l'erreur ENOMEM. Il n'est plus possible de créer des processus dans un espace de
noms PID dont le processus « init » est terminé. Cela peut, par exemple, se produire
lorsqu'un processus utilise un descripteur de fichier ouvert pour un fichier
/proc/[pid]/ns/pid correspondant à un processus d'un espace de noms pour une réassociation
(setns(2)) dans cet espace de noms après que le processus « init » soit terminé. Un autre
scénario est possible après un appel à unshare(2) : si le premier enfant créé par un appel
à fork(2) se termine, alors les appels ultérieurs à fork(2) échoueront en renvoyant
l'erreur ENOMEM.
Seuls les signaux pour lesquels le processus « init » a défini un gestionnaire de signal
peuvent être envoyés au processus « init » par les autres processus de l'espace de noms
PID. Cette règle s'applique également aux processus disposant de privilèges et permet
d'éviter qu'un processus membre de l'espace de noms PID ne tue accidentellement le
processus « init ».
De même, un processus d'un espace ancêtre peut — en tenant compte des vérifications de
droits habituelles décrites dans kill(2) — envoyer des signaux au processus « init » d’un
espace de noms enfant, à la condition que le processus « init » ait établi un gestionnaire
pour ce signal. Le champ si_pid de siginfo_t décrit dans sigaction(2) pour ce gestionnaire
vaudra zéro. SIGKILL et SIGSTOP font figure d'exception : ces signaux seront appliqués
« de force » lorsqu'ils sont émis depuis un espace de noms PID ancêtre. Ces signaux ne
peuvent pas être interceptés par le processus « init » et les actions associées à ces
processus seront exécutées (respectivement, tuer ou suspendre l'exécution du processus).
Depuis Linux 3.4, l’appel système reboot(2) déclenche l'envoi d'un signal aux processus
« init » des espaces de noms. Consultez reboot(2) pour obtenir plus d'informations.
Imbrication des espaces de noms PID
Les espaces de noms PID peuvent être imbriqués : tous les espaces de noms PID ont un
parent, sauf l'espace de noms PID initial (« root »). Le parent d'un espace de noms PID
est l'espace de noms PID du processus qui a créé l'espace de noms à l’aide de clone(2) ou
unshare(2). Les espaces de noms PID forment donc une arborescence dans laquelle chaque
espace de noms peut remonter jusqu'à l'espace « root ». Depuis Linux 3.7, le noyau limite
la profondeur maximale d’imbrication pour les espace de noms PID à 32.
Un processus est visible de tous les processus de son espace de noms PID, et de tous les
processus des espaces de noms PID ancêtres qui le séparent de l'espace PID « root ». Ici,
on entend par « visible » qu'un autre processus peut être la cible d’opérations d’un autre
processus utilisant des appels système qui précisent l’ID du processus. Inversement, les
processus d'un espace de noms PID enfant ne peuvent pas voir les processus de l’espace
parent et des espaces de noms ancêtre éloignés. En résumé, un processus peut seulement
voir (c'est-à-dire envoyer des signaux avec kill(2), définir des valeurs de courtoisie
avec setpriority(2), etc.) les processus de son propre espace de noms PID et des espaces
de noms de sa descendance.
Un processus a un identifiant dans chaque niveau de la hiérarchie des espaces de noms PID
dans lequel il est visible, et ce en remontant chaque espace de noms ancêtre jusqu'à
l'espace de noms PID « root ». Les appels système qui s'exécutent sur des identifiants de
processus s'appliquent à l'identifiant du processus qui est visible dans l’espace de noms
PID de l'appelant. Un appel à getpid(2) renvoie toujours le PID associé à l'espace de noms
dans lequel le processus a été créé.
Certains processus d'un espace de noms PID peuvent avoir des parents en dehors de cet
espace. Par exemple, le parent du processus initial de l'espace de noms (init(1),
processus dont le PID est 1) se trouve forcément en dehors de cet espace. De même,
l’enfant direct d'un processus qui a invoqué setns(2) pour que son enfant rejoigne un
espace de noms PID, se trouve dans un espace de noms PID différent de celui de l'appelant
à setns(2). Les appels à getppid(2) pour de tels processus renvoient 0.
Alors que les processus peuvent descendre librement dans les espaces de noms enfant (par
exemple, en utilisant setns(2) avec un descripteur de fichier d’espace de noms PID), ils
ne peuvent pas se déplacer dans l’autre direction. Cela veut dire que les processus ne
peuvent entrer dans aucun espace de noms ancêtre (parent, grand-parent, etc.). La
modification d’espace de noms PID est une opération à sens unique.
L’opération NS_GET_PARENT d’ioctl(2) peut être utilisée pour découvrir la relation
parentale entre les espaces de noms PID. Consultez ioctl_ns(2).
Sémantiques de setns(2) et de unshare(2)
Les appels à setns(2) qui indiquent un descripteur de fichier d'un espace de noms PID et
les appels à unshare(2) avec l'attribut CLONE_NEWPID font que les processus enfant qui
seront créés par la suite seront placés dans un espace de noms PID différent de celui de
l'appelant. Depuis Linux 4.12, cet espace de noms PID est affiché à l’aide du fichier
/proc/[pid]/ns/pid_for_children, comme décrit dans namespaces(7). Cependant, ces appels ne
changent pas l’espace de noms PID du processus appelant, parce que le faire modifierait la
perception par l'appelant de son propre PID (comme indiqué dans getpid()), cassant de
nombreuses applications et bibliothèques.
Pour présenter les choses différemment, l'appartenance d'un processus à un espace de noms
PID est déterminée lors de la création du processus et ne peut plus être changée ensuite.
Cela signifie que la relation parent-enfant entre processus reproduit la relation
parentale entre des espaces de noms PID : le parent d'un processus est soit dans le même
espace de noms, soit dans l'espace de noms PID du parent immédiat.
Un processus peut appeler unshare(2) avec l’indicateur CLONE_NEWPID seulement une fois.
Après avoir réalisé cette opération, son lien symbolique /proc/PID/ns/pid_for_children
sera vide jusqu’à la création du premier enfant dans l’espace de noms.
Adoption d’un enfant orphelin
Quand un processus enfant devient orphelin, il est réapparenté au processus « init » dans
l’espace de noms PID de son parent (sinon un des ancêtres les plus proches du parent
employé dans la commande PR_SET_CHILD_SUBREAPER de prctl(2) pour être marqué comme le
récupérateur des processus de descendants orphelins). Il est à noter qu’à cause des
sémantiques de setns(2) et unshare(2) décrites ci-dessus, cela peut être le processus
« init » dans l’espace de noms PID qui est le parent de l’espace de noms PID de l’enfant,
plutôt que le processus « init » dans le propre espace de noms PID de l’enfant.
Compatibilité de CLONE_NEWPID avec les autres attributs CLONE_*
Dans les versions actuelles de Linux, CLONE_NEWPID ne peut pas être combiné avec
CLONE_THREAD. Les threads doivent être dans le même espace de noms PID de telle façon que
les threads puissent s’envoyer des signaux les uns aux autres. De la même façon, il doit
être possible de voir tous les threads d’un processus dans le système de fichiers proc(5).
De plus, si deux threads étaient dans des espaces de noms PID différents, l’ID de
processus du processus envoyant un signal ne pourrait pas être encodé judicieusement lors
de l’envoi d’un signal (consultez la description du type siginfo_t dans sigaction(2)).
Puisque que cela a du sens lorsqu'un signal est mis en file d’attente, une file de signaux
partagée par des processus dans plusieurs espaces de noms PID irait à l’encontre de cela.
De plus dans les premières versions de Linux, CLONE_NEWPID n’était pas autorisé (échouant
avec l’erreur EINVAL) en combinaison avec CLONE_SIGHAND (avant Linux 4.3) ainsi que
CLONE_VM (avant Linux 3.12). Les modifications qui ont apporté ces restrictions ont été
aussi portées sur les précédents noyaux stables.
/proc et espaces de noms PID
Un système de fichiers /proc ne présente (dans les répertoires /proc/[pid]) que les
processus visibles dans l'espace de noms PID du processus qui a effectué le montage, même
si le système de fichiers /proc est vu par des processus appartenant à d'autres espaces de
noms.
Après la création d'un nouvel espace de noms PID, un enfant peut avoir intérêt à changer
son répertoire racine et à monter une nouvelle instance procfs sur /proc afin d'assurer
que des commandes comme ps(1) fonctionneront correctement. Si un nouvel espace de noms
montage est créé simultanément en invoquant clone(2) ou unshare(2) avec l'argument
CLONE_NEWNS, il n'est alors pas nécessaire de changer le répertoire racine : une nouvelle
instance procfs peut être montée directement dans /proc.
Depuis un interpréteur de commandes, la commande permettant de monter /proc est :
$ mount -t proc proc /proc
L'appel de readlink(2) appliqué au chemin /proc/self affiche les identifiants des
processus de l'appelant dans l'espace de noms PID du montage procfs (c'est-à-dire l'espace
de noms PID du processus qui a monté procfs). Cela peut être utile lorsque qu'un processus
a besoin de connaître son PID dans un autre espace de noms.
Fichiers /proc
/proc/sys/kernel/ns_last_pid (depuis Linux 3.3)
Ce fichier (virtualisé par espace de noms PID) affiche le dernier PID qui a été
alloué dans cet espace de noms PID. Quand le prochain PID est alloué, le noyau
recherchera le plus petit PID non alloué qui est supérieur à cette valeur, et quand
ce fichier est lu ultérieurement, il affiche ce PID.
Un processus peut écrire sur ce fichier s’il a la capacité CAP_SYS_ADMIN ou (depuis
Linux 5.9) CAP_CHECKPOINT_RESTORE à l’intérieur de l’espace de noms utilisateur qui
possède l’espace de noms PID. Cela rend possible de déterminer le PID qui est
alloué au prochain processus créé dans cet espace de noms PID.
Divers
Lorsqu'un identifiant de processus est transmis à l’aide d’un socket de domaine UNIX à un
processus d'un autre espace de noms PID (consultez SCM_CREDENTIALS dans unix(7)), il est
transformé pour devenir le PID correspondant dans l'espace de noms PID du processus
recevant.
CONFORMITÉ
Les espaces de noms sont propres à Linux.
EXEMPLES
Consultez user_namespaces(7).
VOIR AUSSI
clone(2), reboot(2), setns(2), unshare(2), proc(5), capabilities(7), credentials(7),
mount_namespaces(7), namespaces(7), user_namespaces(7), switch_root(8)
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>, Cédric Boutillier
<cedric.boutillier@gmail.com>, Frédéric Hantrais <fhantrais@gmail.com> et Jean-Paul
Guillonneau <guillonneau.jeanpaul@free.fr>
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