Файл дескриптор в Linux с примерами
Однажды, на одном интервью меня спросили, что ты будешь делать, если обнаружишь неработающий сервис из-за того, что на диске закончилось место?
Конечно же я ответил, что посмотрю, чем занято это место и если возможно, то почищу место.
Тогда интервьюер спросил, а что если на разделе нет свободного места, но и файлов, которые бы занимали все место, ты тоже не видишь?
На это я сказал, что всегда можно посмотреть открытые файл дескрипторы, например командой lsof и понять какое приложение заняло все доступное место, а дальше можно действовать по обстоятельствам, в зависимости от того, нужны ли данные.
Интервьюер прервал меня на последнем слове, дополнив свой вопрос: «Предположим, что данные нам не нужны, это просто дебаг лог, но приложение не работает из-за того, что не может записать дебаг»?
«окей», — ответил я, «мы можем выключить дебаг в конфиге приложения и перезапустить его».
Интервьюер возразил: «Нет, приложение мы перезапустить не можем, у нас в памяти все еще хранятся важные данные, а к самому сервису подключены важные клиенты, которых мы не можем заставлять переподключаться заново».
«ну хорошо», сказал я, «если мы не можем перезапускать приложение и данные нам не важны, то мы можем просто очистить этот открытый файл через файл дескриптор, даже если мы его не видим в команде ls на файловой системе».
Интервьюер остался доволен, а я нет.
Тогда я подумал, почему человек, проверяющий мои знания, не копает глубже? А что, если данные все-таки важны? Что если мы не можем перезапускать процесс, и при этом этот процесс пишет на файловую систему в раздел, на котором нет свободного места? Что если мы не можем потерять не только уже записанные данные, но и те данные, что этот процесс пишет или пытается записать?
Тузик
В начале моей карьеры я пытался создать небольшое приложение, в котором нужно было хранить информацию о пользователях. И тогда я думал, а как мне сопоставить пользователя к его данным. Есть, например, у меня Иванов Иван Иваныч, и есть у него какие-то данные, но как их подружить? Я могу указать напрямую, что собака по имени «Тузик» принадлежит этому самому Ивану. Но что, если он сменит имя и вместо Ивана станет, например, Олей? Тогда получится, что наша Оля Ивановна Иванова больше не будет иметь собаки, а наш Тузик все еще будет принадлежать несуществующему Ивану. Решить эту проблему помогла база данных, которая каждому пользователю давала уникальный идентификатор (ID), и мой Тузик привязывался к этому ID, который, по сути, был просто порядковым номером. Таким образом хозяин у тузика был с ID под номером 2, и на какой-то момент времени под этим ID был Иван, а потом под этим же ID стала Оля. Проблема человечества и животноводства была практически решена.
Файл дескриптор
Проблема файла и программы, работающей с этим файлом, примерно такая же как нашей собаки и человека. Предположим я открыл файл под именем ivan.txt и начал в него записывать слово tuzik, но успел записать только первую букву «t» в файл, и этот файл был кем-то переименован, например в olya.txt. Но файл остался тем же самым, и я все еще хочу записать в него своего тузика. Каждый раз при открытии файла системным вызовом open в любом языке программирования я получаю уникальный ID, который указывает мне на файл, этот ID и есть файл дескриптор. И совершенно не важно, что и кто делает с этим файлом дальше, его могут удалить, его могут переименовать, ему могут поменять владельца или забрать права на чтение и запись, я все равно буду иметь к нему доступ, потому что на момент открытия файла у меня были права для его чтения и/или записи и я успел начать с ним работать, а значит должен продолжать это делать.
В Linux библиотека libc открывает для каждого запущенного приложения (процесса) 3 файл дескриптора, с номерами 0,1,2. Больше информации вы можете найти по ссылкам man stdio и man stdout
- Файл дескриптор 0 называется STDIN и ассоциируется с вводом данных у приложения
- Файл дескриптор 1 называется STDOUT и используется приложениями для вывода данных, например командами print
- Файл дескриптор 2 называется STDERR и используется приложениями для вывода данных, сообщающих об ошибке
Если в вашей программе вы откроете какой-либо файл на чтение или запись, то скорее всего вы получите первый свободный ID и это будет номер 3
Список файл дескрипторов можно посмотреть у любого процесса, если вы знаете его PID.
Например, откроем консоль с bash и посмотрим PID нашего процесса
[user@localhost ]$ echo $$
15771
Во второй консоле запустим
[user@localhost ]$ ls -lah /proc/15771/fd/
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 7 15:42 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 7 15:42 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 0 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 1 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 2 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 255 -> /dev/pts/21
Файл дескриптор с номером 255 можете смело игнорировать в рамках данной статьи, он был открыт для своих нужд уже самим bash, а не прилинкованной библиотекой.
Сейчас все 3 файл дескриптора связаны с устройством псевдотерминала /dev/pts, но мы все равно можем ими манипулировать, например запустим во второй консоле
[user@localhost ]$ echo "hello world" > /proc/15771/fd/0
И в первой консоле мы увидим
[user@localhost ]$ hello world
Redirect и Pipe
Вы можете легко переопределить эти 3 файл дескриптора в любом процессе, в том числе и в bash, например через трубу (pipe), соединяющую два процесса, смотрим
[user@localhost ]$ cat /dev/zero | sleep 10000
Вы можете сами запустить эту команду с strace -f и увидеть, что происходит внутри, но я вкратце расскажу.
Наш родительский процесс bash с PID 15771 парсит нашу команду и понимает сколько именно команд мы хотим запустить, в нашем случае их две: cat и sleep. Bash знает что ему нужно создать два дочерних процесса, и объединить их одной трубой. Итого bash потребуется 2 дочерних процесса и один pipe.
Перед созданием дочерних процессов bash запускает системный вызов pipe и получает новые файл дескрипторы на временный буфер pipe, но этот буфер никак пока не связывает наши два дочерних процесса.
Для родительского процесса это выглядит так будто pipe уже есть, а дочерних процессов еще нет
PID command
15771 bash
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 0 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 1 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 2 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 3 -> pipe:[253543032]
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 4 -> pipe:[253543032]
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 255 -> /dev/pts/21
Затем с помощью системного вызова clone bash создает два дочерних процесса, и наши три процесса будут выглядеть так
PID command
15771 bash
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 0 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 1 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 2 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 3 -> pipe:[253543032]
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 4 -> pipe:[253543032]
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 255 -> /dev/pts/21
PID command
9004 bash
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 0 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 1 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 2 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 3 -> pipe:[253543032]
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 4 -> pipe:[253543032]
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 255 -> /dev/pts/21
PID command
9005 bash
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 0 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 1 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 2 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 3 -> pipe:[253543032]
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 4 -> pipe:[253543032]
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 255 -> /dev/pts/21
Не забываем, что clone клонирует процесс вместе со всеми файл дескрипторами, поэтому в родительском процессе и в дочерних они будут одинаковые. Задача родительского процесса с PID 15771 следить за дочерними процессами, поэтому он просто ждет ответ от дочерних. Следовательно pipe ему не нужен, и он закрывает файл дескрипторы с номерами 3 и 4.
В первом дочернем процессе bash с PID 9004, системным вызовом dup2, меняет наш STDOUT файл дескриптор с номером 1 на файл дескриптор указывающий на pipe, в нашем случае это номер 3. Таким образом все, что первый дочерний процесс с PID 9004 будет писать в STDOUT, будет автоматически попадать в буфер pipe.
Во втором дочернем процессе с PID 9005 bash меняет с помощью dup2 файл дескриптор STDIN с номером 0. Теперь все, что будет читать наш второй bash с PID 9005, будет читать из pipe.
После этого в дочерних процессах так же закрываются файл дескрипторы с номерами 3 и 4, так как они более не используются.
Файл дескриптор 255 я намеренно игнорирую, он использует для внутренних нужд самого bash и в дочерних процессах будет также закрыт.
Далее в первом дочернем процессе с PID 9004 bash запускает с помощью системного вызова exec исполняемый файл, который мы указали в командной строке, в нашем случае это /usr/bin/cat.
Во втором дочернем процессе с PID 9005 bash запускает второй исполняемый файл, который мы указали, в нашем случае это /usr/bin/sleep.
Системный вызов exec не закрывает файл дескрипторы, если они не были открыты с флагом O_CLOEXEC во время выполнения вызова open. В нашем случае после запуска исполняемых файлов все текущие файл дескрипторы сохранятся.
Проверяем в консоле
[user@localhost ]$ pgrep -P 15771
9004
9005
[user@localhost ]$ ls -lah /proc/15771/fd/
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 7 15:42 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 7 15:42 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 0 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 1 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 2 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:42 255 -> /dev/pts/21
[user@localhost ]$ ls -lah /proc/9004/fd
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 7 15:57 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 7 15:57 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 0 -> /dev/pts/21
l-wx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 1 -> pipe:[253543032]
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 2 -> /dev/pts/21
lr-x------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 3 -> /dev/zero
[user@localhost ]$ ls -lah /proc/9005/fd
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 7 15:57 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 7 15:57 ..
lr-x------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 0 -> pipe:[253543032]
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 1 -> /dev/pts/21
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 15:57 2 -> /dev/pts/21
[user@localhost ]$ ps -up 9004
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
user 9004 0.0 0.0 107972 620 pts/21 S+ 15:57 0:00 cat /dev/zero
[user@localhost ]$ ps -up 9005
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
user 9005 0.0 0.0 107952 360 pts/21 S+ 15:57 0:00 sleep 10000
Как видите уникальный номер нашего pipe у нас в обоих процессах совпадает. Таким образом у нас есть связь между двумя разными процессами с одним родителем.
Для тех, кто не знаком с системными вызовами, которые использует bash, крайне рекомендую запустить команды через strace и посмотреть, что происходит внутри, например так
strace -s 1024 -f bash -c "ls | grep hello"
Вернемся к нашей проблеме с нехваткой места на диске и попыткой сохранить данные без перезапуска процесса. Напишем небольшую программу, которая будет записывать на диск примерно 1 мегабайт в секунду. При этом если по какой-либо причине мы не смогли записать данные на диск, мы будем просто игнорировать это и пытаться записать данные вновь через секунду. В примере я использую Python, вы можете использовать любой другой язык программирования.
[user@localhost ]$ cat openforwrite.py
import datetime
import time
mystr="a"*1024*1024+"\n"
with open("123.txt", "w") as f:
while True:
try:
f.write(str(datetime.datetime.now()))
f.write(mystr)
f.flush()
time.sleep(1)
except:
pass
Запустим программу и посмотрим на файл дескрипторы
[user@localhost ]$ python openforwrite.py &
[1] 3762
[user@localhost ]$ ps axuf | grep [o]penforwrite
user 3762 0.0 0.0 128600 5744 pts/22 S+ 16:28 0:00 | \_ python openforwrite.py
[user@localhost ]$ ls -la /proc/3762/fd
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 7 16:29 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 7 16:29 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 16:29 0 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 16:29 1 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 16:29 2 -> /dev/pts/22
l-wx------ 1 user user 64 Oct 7 16:29 3 -> /home/user/123.txt
Как видим у нас есть наши 3 стандартные файл дескрипторы и еще один, который мы открыли. Проверим размер файла
[user@localhost ]$ ls -lah 123.txt
-rw-rw-r-- 1 user user 117M Oct 7 16:30 123.txt
данные пишутся, пробуем поменять права на файл
[user@localhost ]$ sudo chown root: 123.txt
[user@localhost ]$ ls -lah 123.txt
-rw-rw-r-- 1 root root 168M Oct 7 16:31 123.txt
[user@localhost ]$ ls -lah 123.txt
-rw-rw-r-- 1 root root 172M Oct 7 16:31 123.txt
Видим, что данные все еще пишутся, хотя наш пользователь не имеет права писать в файл. Попробуем его удалить
[user@localhost ]$ sudo rm 123.txt
[user@localhost ]$ ls 123.txt
ls: cannot access 123.txt: No such file or directory
Куда пишутся данные? И пишутся ли вообще? Проверяем
[user@localhost ]$ ls -la /proc/3762/fd
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 7 16:29 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 7 16:29 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 16:29 0 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 16:29 1 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 7 16:29 2 -> /dev/pts/22
l-wx------ 1 user user 64 Oct 7 16:29 3 -> /home/user/123.txt (deleted)
Да, наш файл дескриптор все еще существует, и мы можем работать с этим файл дескриптором как с нашим старым файлом, мы можем его читать, очищать и копировать.
Смотрим на размер файла
[user@localhost ]$ lsof | grep 123.txt
python 31083 user 3w REG 8,5 19923457 2621522 /home/user/123.txt
Размер файла 19923457. Пробуем очистить файл
[user@localhost ]$ truncate -s 0 /proc/31083/fd/3
[user@localhost ]$ lsof | grep 123.txt
python 31083 user 3w REG 8,5 136318390 2621522 /home/user/123.txt
Как видим размер файла только увеличивается и наш транкейт не сработал. Обратимся к документации по системному вызову open. Если при открытии файла мы используем флаг O_APPEND, то при каждой записи операционная система проверяет размер файла и пишет данные в самый конец файла, причем делает это атомарно. Это позволяет нескольким тредам или процессам писать в один и тот же файл. Но в нашем коде мы не используем этот флаг. Мы можем увидеть другой размер файла в lsof после транкейнт только если откроем файл для дозаписи, а значит в нашем коде вместо
with open("123.txt", "w") as f:
мы должны поставить
with open("123.txt", "a") as f:
Проверяем с «w» флагом
[user@localhost ]$ strace -e trace=open python openforwrite.py 2>&1| grep 123.txt
open("123.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0666) = 3
и с «a» флагом
[user@localhost ]$ strace -e trace=open python openforwrite.py 2>&1| grep 123.txt
open("123.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND, 0666) = 3
Программируем уже запущенный процесс
Часто программисты при создании и тестировании программы используют дебагеры (например GDB) или различные уровни логирования в приложении. Linux предоставляет возможность фактически писать и менять уже запущенную программу, например менять значения переменных, устанавливать breakpoint и тд и тп.
Возвращаясь к оригинальному вопросу с нехваткой места на диске для записи файла, попробуем сэмулировать проблему.
Создадим файл для нашего раздела, который мы подмонтируем как отдельный диск
[user@localhost ~]$ dd if=/dev/zero of=~/tempfile_for_article.dd bs=1M count=10
10+0 records in
10+0 records out
10485760 bytes (10 MB) copied, 0.00525929 s, 2.0 GB/s
[user@localhost ~]$
Создадим файловую систему
[user@localhost ~]$ mkfs.ext4 ~/tempfile_for_article.dd
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
/home/user/tempfile_for_article.dd is not a block special device.
Proceed anyway? (y,n) y
...
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
[user@localhost ~]$
Подмонтируем файловую систему
[user@localhost ~]$ sudo mount ~/tempfile_for_article.dd /mnt/
[sudo] password for user:
[user@localhost ~]$ df -h | grep mnt
/dev/loop0 8.7M 172K 7.9M 3% /mnt
Создаем директорию с нашим владельцем
[user@localhost ~]$ sudo mkdir /mnt/logs
[user@localhost ~]$ sudo chown user: /mnt/logs
Откроем файл только на запись в нашей программе
with open("/mnt/logs/123.txt", "w") as f:
Запускаем
[user@localhost ]$ python openforwrite.py
Ждем несколько секунд
[user@localhost ~]$ df -h | grep mnt
/dev/loop0 8.7M 8.0M 0 100% /mnt
Итак, мы получили проблему, описанную в начале этой статьи. Свободного места 0, занятого 100%.
Мы помним, что по условиям задачи мы пытаемся записать очень важные данные, которые нельзя потерять. И при этом нам нужно починить сервис без перезапуска процесса.
Допустим, у нас все же есть место на диске, но в другом разделе, например в /home.
Попробуем «перепрограммировать на лету» наш код.
Смотрим PID нашего процесса, который съел все место на диске
[user@localhost ~]$ ps axuf | grep [o]penfor
user 10078 27.2 0.0 128600 5744 pts/22 R+ 11:06 0:02 | \_ python openforwrite.py
Подключаемся к процессу через gdb
[user@localhost ~]$ gdb -p 10078
...
(gdb)
Смотрим открытые файл дескрипторы
(gdb) shell ls -lah /proc/10078/fd/
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 8 11:06 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 8 11:06 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:09 0 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:09 1 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:06 2 -> /dev/pts/22
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 11:09 3 -> /mnt/logs/123.txt
Смотрим информацию о файл дескрипторе с номером 3, который нас интересует
(gdb) shell cat /proc/10078/fdinfo/3
pos: 8189952
flags: 0100001
mnt_id: 482
Помня о том, какой системный вызов делает Python (смотрите выше, где мы запускали strace и находили вызов open), обрабатывая наш код для открытия файла, мы делаем то же самое самостоятельно от имени нашего процесса, но биты O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC нам нужно заменить на числовое значение. Для этого открываем исходники ядра, например тут и смотрим какие флаги за что отвечают
#define O_WRONLY 00000001
#define O_CREAT 00000100
#define O_TRUNC 00001000
Объединяем все значения в одно, получаем 00001101
Запускаем наш вызов из gdb
(gdb) call open("/home/user/123.txt", 00001101,0666)
$1 = 4
Итак мы получили новый файл дескриптор с номером 4 и новый открытый файл на другом разделе, проверяем
(gdb) shell ls -lah /proc/10078/fd/
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 8 11:06 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 8 11:06 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:09 0 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:09 1 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:06 2 -> /dev/pts/22
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 11:09 3 -> /mnt/logs/123.txt
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 11:15 4 -> /home/user/123.txt
Мы помним пример с pipe — как bash меняет файл дескрипторы, и уже выучили системный вызов dup2.
Пробуем подменить один файл дескриптор другим
(gdb) call dup2(4,3)
$2 = 3
Проверяем
(gdb) shell ls -lah /proc/10078/fd/
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 8 11:06 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 8 11:06 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:09 0 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:09 1 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:06 2 -> /dev/pts/22
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 11:09 3 -> /home/user/123.txt
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 11:15 4 -> /home/user/123.txt
Закрываем файл дескриптор 4, так как нам он не нужен
(gdb) call close (4)
$1 = 0
И выходим из gdb
(gdb) quit
A debugging session is active.
Inferior 1 [process 10078] will be detached.
Quit anyway? (y or n) y
Detaching from program: /usr/bin/python2.7, process 10078
Проверяем новый файл
[user@localhost ~]$ ls -lah /home/user/123.txt
-rw-rw-r-- 1 user user 5.1M Oct 8 11:18 /home/user/123.txt
[user@localhost ~]$ ls -lah /home/user/123.txt
-rw-rw-r-- 1 user user 7.1M Oct 8 11:18 /home/user/123.txt
Как видим, данные пишутся в новый файл, проверяем старый
[user@localhost ~]$ ls -lah /mnt/logs/123.txt
-rw-rw-r-- 1 user user 7.9M Oct 8 11:08 /mnt/logs/123.txt
Данные не потеряны, приложение работает, логи пишутся в новое место.
Немного усложним задачу
Представим, что данные нам важны, но места на диске у нас нет ни в одном из разделов и подключить диск мы не можем.
Что мы можем сделать, так это перенаправить куда-то наши данные, например в pipe, а данные из pipe в свою очередь перенаправить в сеть через какую-либо программу, например netcat.
Мы можем создать именованный pipe командой mkfifo. Она создаст псевдофайл на файловой системе, даже если на ней нет свободного места.
Перезапускаем приложение, и проверяем
[user@localhost ]$ python openforwrite.py
[user@localhost ~]$ ps axuf | grep [o]pen
user 5946 72.9 0.0 128600 5744 pts/22 R+ 11:27 0:20 | \_ python openforwrite.py
[user@localhost ~]$ ls -lah /proc/5946/fd
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 8 11:27 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 8 11:27 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 0 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 1 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:27 2 -> /dev/pts/22
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 3 -> /mnt/logs/123.txt
[user@localhost ~]$ df -h | grep mnt
/dev/loop0 8.7M 8.0M 0 100% /mnt
Места на диске нет, но мы успешно создаем там именованный pipe
[user@localhost ~]$ mkfifo /mnt/logs/megapipe
[user@localhost ~]$ ls -lah /mnt/logs/megapipe
prw-rw-r-- 1 user user 0 Oct 8 11:28 /mnt/logs/megapipe
Теперь нам надо как-то завернуть все данные, что попадают в этот pipe на другой сервер через сеть, для этого подойдет все тот же netcat
На сервере remote-server.example.com запускаем
[user@localhost ~]$ nc -l 7777 > 123.txt
На нашем проблемном сервере запускаем в отдельном терминале
[user@localhost ~]$ nc remote-server.example.com 7777 < /mnt/logs/megapipe
Теперь все данные, которые попадут в pipe автоматически попадут на stdin в netcat, который их отправит в сеть на порт 7777
Все что нам осталось сделать это начать писать наши данные в этот именованный pipe.
У нас уже есть запущенное приложение
[user@localhost ~]$ ps axuf | grep [o]pen
user 5946 99.8 0.0 128600 5744 pts/22 R+ 11:27 169:27 | \_ python openforwrite.py
[user@localhost ~]$ ls -lah /proc/5946/fd
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 8 11:27 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 8 11:27 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 0 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 1 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:27 2 -> /dev/pts/22
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 3 -> /mnt/logs/123.txt
Из всех флагов нам нужен только O_WRONLY так как файл уже существует и очищать нам его не нужно
[user@localhost ~]$ gdb -p 5946
...
(gdb) call open("/mnt/logs/megapipe", 00000001,0666)
$1 = 4
(gdb) shell ls -lah /proc/5946/fd
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 8 11:27 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 8 11:27 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 0 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 1 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:27 2 -> /dev/pts/22
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 3 -> /mnt/logs/123.txt
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 14:20 4 -> /mnt/logs/megapipe
(gdb) call dup2(4,3)
$2 = 3
(gdb) shell ls -lah /proc/5946/fd
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 8 11:27 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 8 11:27 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 0 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 1 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:27 2 -> /dev/pts/22
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 3 -> /mnt/logs/megapipe
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 14:20 4 -> /mnt/logs/megapipe
(gdb) call close(4)
$3 = 0
(gdb) shell ls -lah /proc/5946/fd
total 0
dr-x------ 2 user user 0 Oct 8 11:27 .
dr-xr-xr-x 9 user user 0 Oct 8 11:27 ..
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 0 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 1 -> /dev/pts/22
lrwx------ 1 user user 64 Oct 8 11:27 2 -> /dev/pts/22
l-wx------ 1 user user 64 Oct 8 11:28 3 -> /mnt/logs/megapipe
(gdb) quit
A debugging session is active.
Inferior 1 [process 5946] will be detached.
Quit anyway? (y or n) y
Detaching from program: /usr/bin/python2.7, process 5946
Проверяем удаленный сервер remote-server.example.com
[user@localhost ~]$ ls -lah 123.txt
-rw-rw-r-- 1 user user 38M Oct 8 14:21 123.txt
Данные идут, проверяем проблемный сервер
[user@localhost ~]$ ls -lah /mnt/logs/
total 7.9M
drwxr-xr-x 2 user user 1.0K Oct 8 11:28 .
drwxr-xr-x 4 root root 1.0K Oct 8 10:55 ..
-rw-rw-r-- 1 user user 7.9M Oct 8 14:17 123.txt
prw-rw-r-- 1 user user 0 Oct 8 14:22 megapipe
Данные сохранились, проблема решена.
Пользуясь случаем, передаю привет коллегам из компании Degiro.
Слушайте подкасты Радио-Т.
Всем добра.
В качестве домашнего задания предлагаю подумать, что будет в файл дескрипторах процесса cat и sleep если запустить такую команду
[user@localhost ~]$ cat /dev/zero 2>/dev/null| sleep 10000
