OSDN Git Service

LDP: Update original to LDP v3.79
[linuxjm/LDP_man-pages.git] / original / man7 / fanotify.7
1 .\" Copyright (C) 2013, Heinrich Schuchardt <xypron.glpk@gmx.de>
2 .\" and Copyright (C) 2014, Michael Kerrisk <mtk.manpages@gmail.com>
3 .\"
4 .\" %%%LICENSE_START(VERBATIM)
5 .\" Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
6 .\" manual provided the copyright notice and this permission notice are
7 .\" preserved on all copies.
8 .\"
9 .\" Permission is granted to copy and distribute modified versions of
10 .\" this manual under the conditions for verbatim copying, provided that
11 .\" the entire resulting derived work is distributed under the terms of
12 .\" a permission notice identical to this one.
13 .\"
14 .\" Since the Linux kernel and libraries are constantly changing, this
15 .\" manual page may be incorrect or out-of-date.  The author(s) assume.
16 .\" no responsibility for errors or omissions, or for damages resulting.
17 .\" from the use of the information contained herein.  The author(s) may.
18 .\" not have taken the same level of care in the production of this.
19 .\" manual, which is licensed free of charge, as they might when working.
20 .\" professionally.
21 .\"
22 .\" Formatted or processed versions of this manual, if unaccompanied by
23 .\" the source, must acknowledge the copyright and authors of this work.
24 .\" %%%LICENSE_END
25 .TH FANOTIFY 7 2014-12-31 "Linux" "Linux Programmer's Manual"
26 .SH NAME
27 fanotify \- monitoring filesystem events
28 .SH DESCRIPTION
29 The fanotify API provides notification and interception of
30 filesystem events.
31 Use cases include virus scanning and hierarchical storage management.
32 Currently, only a limited set of events is supported.
33 In particular, there is no support for create, delete, and move events.
34 (See
35 .BR inotify (7)
36 for details of an API that does notify those events.)
37
38 Additional capabilities compared to the
39 .BR inotify (7)
40 API include the ability to monitor all of the objects
41 in a mounted filesystem,
42 the ability to make access permission decisions, and the
43 possibility to read or modify files before access by other applications.
44
45 The following system calls are used with this API:
46 .BR fanotify_init (2),
47 .BR fanotify_mark (2),
48 .BR read (2),
49 .BR write (2),
50 and
51 .BR close (2).
52 .SS fanotify_init(), fanotify_mark(), and notification groups
53 The
54 .BR fanotify_init (2)
55 system call creates and initializes an fanotify notification group
56 and returns a file descriptor referring to it.
57 .PP
58 An fanotify notification group is a kernel-internal object that holds
59 a list of files, directories, and mount points for which events shall be
60 created.
61 .PP
62 For each entry in an fanotify notification group, two bit masks exist: the
63 .I mark
64 mask and the
65 .I ignore
66 mask.
67 The mark mask defines file activities for which an event shall be created.
68 The ignore mask defines activities for which no event shall be generated.
69 Having these two types of masks permits a mount point or directory to be
70 marked for receiving events, while at the same time ignoring events for
71 specific objects under that mount point or directory.
72 .PP
73 The
74 .BR fanotify_mark (2)
75 system call adds a file, directory, or mount to a notification group
76 and specifies which events
77 shall be reported (or ignored), or removes or modifies such an entry.
78 .PP
79 A possible usage of the ignore mask is for a file cache.
80 Events of interest for a file cache are modification of a file and closing
81 of the same.
82 Hence, the cached directory or mount point is to be marked to receive these
83 events.
84 After receiving the first event informing that a file has been modified,
85 the corresponding cache entry will be invalidated.
86 No further modification events for this file are of interest until the file
87 is closed.
88 Hence, the modify event can be added to the ignore mask.
89 Upon receiving the close event, the modify event can be removed from the
90 ignore mask and the file cache entry can be updated.
91 .PP
92 The entries in the fanotify notification groups refer to files and
93 directories via their inode number and to mounts via their mount ID.
94 If files or directories are renamed or moved,
95 the respective entries survive.
96 If files or directories are deleted or mounts are unmounted,
97 the corresponding entries are deleted.
98 .SS The event queue
99 As events occur on the filesystem objects monitored by a notification group,
100 the fanotify system generates events that are collected in a queue.
101 These events can then be read (using
102 .BR read (2)
103 or similar)
104 from the fanotify file descriptor
105 returned by
106 .BR fanotify_init (2).
107
108 Two types of events are generated:
109 .I notification
110 events and
111 .I permission
112 events.
113 Notification events are merely informative
114 and require no action to be taken by
115 the receiving application except for closing the file descriptor passed
116 in the event (see below).
117 Permission events are requests to the receiving application to decide
118 whether permission for a file access shall be granted.
119 For these events, the recipient must write a response which decides whether
120 access is granted or not.
121
122 An event is removed from the event queue of the fanotify group
123 when it has been read.
124 Permission events that have been read are kept in an internal list of the
125 fanotify group until either a permission decision has been taken by
126 writing to the fanotify file descriptor or the fanotify file descriptor
127 is closed.
128 .SS Reading fanotify events
129 Calling
130 .BR read (2)
131 for the file descriptor returned by
132 .BR fanotify_init (2)
133 blocks (if the flag
134 .B FAN_NONBLOCK
135 is not specified in the call to
136 .BR fanotify_init (2))
137 until either a file event occurs or the call is interrupted by a signal
138 (see
139 .BR signal (7)).
140
141 After a successful
142 .BR read (2),
143 the read buffer contains one or more of the following structures:
144
145 .in +4n
146 .nf
147 struct fanotify_event_metadata {
148     __u32 event_len;
149     __u8 vers;
150     __u8 reserved;
151     __u16 metadata_len;
152     __aligned_u64 mask;
153     __s32 fd;
154     __s32 pid;
155 };
156 .fi
157 .in
158 .PP
159 For performance reasons, it is recommended to use a large
160 buffer size (for example, 4096 bytes),
161 so that multiple events can be retrieved by a single
162 .BR read (2).
163
164 The return value of
165 .BR read (2)
166 is the number of bytes placed in the buffer,
167 or \-1 in case of an error (but see BUGS).
168
169 The fields of the
170 .I fanotify_event_metadata
171 structure are as follows:
172 .TP
173 .I event_len
174 This is the length of the data for the current event and the offset
175 to the next event in the buffer.
176 In the current implementation, the value of
177 .I event_len
178 is always
179 .BR FAN_EVENT_METADATA_LEN .
180 However, the API is designed to allow
181 variable-length structures to be returned in the future.
182 .TP
183 .I vers
184 This field holds a version number for the structure.
185 It must be compared to
186 .B FANOTIFY_METADATA_VERSION
187 to verify that the structures returned at runtime match
188 the structures defined at compile time.
189 In case of a mismatch, the application should abandon trying to use the
190 fanotify file descriptor.
191 .TP
192 .I reserved
193 This field is not used.
194 .TP
195 .I metadata_len
196 This is the length of the structure.
197 The field was introduced to facilitate the implementation of
198 optional headers per event type.
199 No such optional headers exist in the current implementation.
200 .TP
201 .I mask
202 This is a bit mask describing the event (see below).
203 .TP
204 .I fd
205 This is an open file descriptor for the object being accessed, or
206 .B FAN_NOFD
207 if a queue overflow occurred.
208 The file descriptor can be used to access the contents
209 of the monitored file or directory.
210 The reading application is responsible for closing this file descriptor.
211 .IP
212 When calling
213 .BR fanotify_init (2),
214 the caller may specify (via the
215 .I event_f_flags
216 argument) various file status flags that are to be set
217 on the open file description that corresponds to this file descriptor.
218 In addition, the (kernel-internal)
219 .B FMODE_NONOTIFY
220 file status flag is set on the open file description.
221 This flag suppresses fanotify event generation.
222 Hence, when the receiver of the fanotify event accesses the notified file or
223 directory using this file descriptor, no additional events will be created.
224 .TP
225 .I pid
226 This is the ID of the process that caused the event.
227 A program listening to fanotify events can compare this PID
228 to the PID returned by
229 .BR getpid (2),
230 to determine whether the event is caused by the listener itself,
231 or is due to a file access by another process.
232 .PP
233 The bit mask in
234 .I mask
235 indicates which events have occurred for a single filesystem object.
236 Multiple bits may be set in this mask,
237 if more than one event occurred for the monitored filesystem object.
238 In particular,
239 consecutive events for the same filesystem object and originating from the
240 same process may be merged into a single event, with the exception that two
241 permission events are never merged into one queue entry.
242 .PP
243 The bits that may appear in
244 .I mask
245 are as follows:
246 .TP
247 .B FAN_ACCESS
248 A file or a directory (but see BUGS) was accessed (read).
249 .TP
250 .B FAN_OPEN
251 A file or a directory was opened.
252 .TP
253 .B FAN_MODIFY
254 A file was modified.
255 .TP
256 .B FAN_CLOSE_WRITE
257 A file that was opened for writing
258 .RB ( O_WRONLY
259 or
260 .BR O_RDWR )
261 was closed.
262 .TP
263 .B FAN_CLOSE_NOWRITE
264 A file or directory that was opened read-only
265 .RB ( O_RDONLY )
266 was closed.
267 .TP
268 .B FAN_Q_OVERFLOW
269 The event queue exceeded the limit of 16384 entries.
270 This limit can be overridden by specifying the
271 .BR FAN_UNLIMITED_QUEUE
272 flag when calling
273 .BR fanotify_init (2).
274 .TP
275 .B FAN_ACCESS_PERM
276 An application wants to read a file or directory, for example using
277 .BR read (2)
278 or
279 .BR readdir (2).
280 The reader must write a response (as described below)
281 that determines whether the permission to
282 access the filesystem object shall be granted.
283 .TP
284 .B FAN_OPEN_PERM
285 An application wants to open a file or directory.
286 The reader must write a response that determines whether the permission to
287 open the filesystem object shall be granted.
288 .PP
289 To check for any close event, the following bit mask may be used:
290 .TP
291 .B FAN_CLOSE
292 A file was closed.
293 This is a synonym for:
294
295     FAN_CLOSE_WRITE | FAN_CLOSE_NOWRITE
296 .PP
297 The following macros are provided to iterate over a buffer containing
298 fanotify event metadata returned by a
299 .BR read (2)
300 from an fanotify file descriptor:
301 .TP
302 .B FAN_EVENT_OK(meta, len)
303 This macro checks the remaining length
304 .I len
305 of the buffer
306 .I meta
307 against the length of the metadata structure and the
308 .I event_len
309 field of the first metadata structure in the buffer.
310 .TP
311 .B FAN_EVENT_NEXT(meta, len)
312 This macro uses the length indicated in the
313 .I event_len
314 field of the metadata structure pointed to by
315 .IR meta
316 to calculate the address of the next metadata structure that follows
317 .IR meta .
318 .I len
319 is the number of bytes of metadata that currently remain in the buffer.
320 The macro returns a pointer to the next metadata structure that follows
321 .IR meta ,
322 and reduces
323 .I len
324 by the number of bytes in the the metadata structure that
325 has been skipped over (i.e., it subtracts
326 .IR meta\->event_len
327 from
328 .IR len ).
329 .PP
330 In addition, there is:
331 .TP
332 .B FAN_EVENT_METADATA_LEN
333 This macro returns the size (in bytes) of the structure
334 .IR fanotify_event_metadata .
335 This is the minimum size (and currently the only size) of any event metadata.
336 .\"
337 .SS Monitoring an fanotify file descriptor for events
338 When an fanotify event occurs, the fanotify file descriptor indicates as
339 readable when passed to
340 .BR epoll (7),
341 .BR poll (2),
342 or
343 .BR select (2).
344 .SS Dealing with permission events
345 For permission events, the application must
346 .BR write (2)
347 a structure of the following form to the
348 fanotify file descriptor:
349
350 .in +4n
351 .nf
352 struct fanotify_response {
353     __s32 fd;
354     __u32 response;
355 };
356 .fi
357 .in
358 .PP
359 The fields of this structure are as follows:
360 .TP
361 .I fd
362 This is the file descriptor from the structure
363 .IR fanotify_event_metadata .
364 .TP
365 .I response
366 This field indicates whether or not the permission is to be granted.
367 Its value must be either
368 .B FAN_ALLOW
369 to allow the file operation or
370 .B FAN_DENY
371 to deny the file operation.
372 .PP
373 If access is denied, the requesting application call will receive an
374 .BR EPERM
375 error.
376 .SS Closing the fanotify file descriptor
377 .PP
378 When all file descriptors referring to the fanotify notification group are
379 closed, the fanotify group is released and its resources
380 are freed for reuse by the kernel.
381 Upon
382 .BR close (2),
383 outstanding permission events will be set to allowed.
384 .SS /proc/[pid]/fdinfo
385 The file
386 .I /proc/[pid]/fdinfo/[fd]
387 contains information about fanotify marks for file descriptor
388 .I fd
389 of process
390 .IR pid .
391 See the kernel source file
392 .I Documentation/filesystems/proc.txt
393 for details.
394 .SH ERRORS
395 In addition to the usual errors for
396 .BR read (2),
397 the following errors can occur when reading from the
398 fanotify file descriptor:
399 .TP
400 .B EINVAL
401 The buffer is too small to hold the event.
402 .TP
403 .B EMFILE
404 The per-process limit on the number of open files has been reached.
405 See the description of
406 .B RLIMIT_NOFILE
407 in
408 .BR getrlimit (2).
409 .TP
410 .B ENFILE
411 The system-wide limit on the number of open files has been reached.
412 See
413 .I /proc/sys/fs/file-max
414 in
415 .BR proc (5).
416 .TP
417 .B ETXTBSY
418 This error is returned by
419 .BR read (2)
420 if
421 .B O_RDWR
422 or
423 .B O_WRONLY
424 was specified in the
425 .I event_f_flags
426 argument when calling
427 .BR fanotify_init (2)
428 and an event occurred for a monitored file that is currently being executed.
429 .PP
430 In addition to the usual errors for
431 .BR write (2),
432 the following errors can occur when writing to the fanotify file descriptor:
433 .TP
434 .B EINVAL
435 Fanotify access permissions are not enabled in the kernel configuration
436 or the value of
437 .I response
438 in the response structure is not valid.
439 .TP
440 .B ENOENT
441 The file descriptor
442 .I fd
443 in the response structure is not valid.
444 This may occur when a response for the permission event has already been
445 written.
446 .SH VERSIONS
447 The fanotify API was introduced in version 2.6.36 of the Linux kernel and
448 enabled in version 2.6.37.
449 Fdinfo support was added in version 3.8.
450 .SH "CONFORMING TO"
451 The fanotify API is Linux-specific.
452 .SH NOTES
453 The fanotify API is available only if the kernel was built with the
454 .B CONFIG_FANOTIFY
455 configuration option enabled.
456 In addition, fanotify permission handling is available only if the
457 .B CONFIG_FANOTIFY_ACCESS_PERMISSIONS
458 configuration option is enabled.
459 .SS Limitations and caveats
460 Fanotify reports only events that a user-space program triggers through the
461 filesystem API.
462 As a result,
463 it does not catch remote events that occur on network filesystems.
464 .PP
465 The fanotify API does not report file accesses and modifications that
466 may occur because of
467 .BR mmap (2),
468 .BR msync (2),
469 and
470 .BR munmap (2).
471 .PP
472 Events for directories are created only if the directory itself is opened,
473 read, and closed.
474 Adding, removing, or changing children of a marked directory does not create
475 events for the monitored directory itself.
476 .PP
477 Fanotify monitoring of directories is not recursive:
478 to monitor subdirectories under a directory,
479 additional marks must be created.
480 (But note that the fanotify API provides no way of detecting when a
481 subdirectory has been created under a marked directory,
482 which makes recursive monitoring difficult.)
483 Monitoring mounts offers the capability to monitor a whole directory tree.
484 .PP
485 The event queue can overflow.
486 In this case, events are lost.
487 .SH BUGS
488 As of Linux 3.17,
489 the following bugs exist:
490 .IP * 3
491 On Linux, a filesystem object may be accessible through multiple paths,
492 for example, a part of a filesystem may be remounted using the
493 .IR \-\-bind
494 option of
495 .BR mount (8).
496 A listener that marked a mount will be notified only of events that were
497 triggered for a filesystem object using the same mount.
498 Any other event will pass unnoticed.
499 .IP *
500 Calling
501 .BR fallocate (2)
502 does not create any fanotify events.
503 .IP *
504 .\" FIXME . A patch was proposed.
505 When an event is generated,
506 no check is made to see whether the user ID of the
507 receiving process has authorization to read or write the file
508 before passing a file descriptor for that file.
509 This poses a security risk, when the
510 .B CAP_SYS_ADMIN
511 capability is set for programs executed by unprivileged users.
512 .IP *
513 If a call to
514 .BR read (2)
515 processes multiple events from the fanotify queue and an error occurs,
516 the return value will be the total length of the events successfully
517 copied to the user-space buffer before the error occurred.
518 The return value will not be \-1, and
519 .I errno
520 will not be set.
521 Thus, the reading application has no way to detect the error.
522 .SH EXAMPLE
523 The following program demonstrates the usage of the fanotify API.
524 It marks the mount point passed as a command-line argument
525 and waits for events of type
526 .B FAN_PERM_OPEN
527 and
528 .BR FAN_CLOSE_WRITE .
529 When a permission event occurs, a
530 .B FAN_ALLOW
531 response is given.
532 .PP
533 The following output was recorded while editing the file
534 .IR /home/user/temp/notes .
535 Before the file was opened, a
536 .B FAN_OPEN_PERM
537 event occurred.
538 After the file was closed, a
539 .B FAN_CLOSE_WRITE
540 event occurred.
541 Execution of the program ends when the user presses the ENTER key.
542 .SS Example output
543 .in +4n
544 .nf
545 # ./fanotify_example /home
546 Press enter key to terminate.
547 Listening for events.
548 FAN_OPEN_PERM: File /home/user/temp/notes
549 FAN_CLOSE_WRITE: File /home/user/temp/notes
550
551 Listening for events stopped.
552 .fi
553 .in
554 .SS Program source
555 .nf
556 #define _GNU_SOURCE     /* Needed to get O_LARGEFILE definition */
557 #include <errno.h>
558 #include <fcntl.h>
559 #include <limits.h>
560 #include <poll.h>
561 #include <stdio.h>
562 #include <stdlib.h>
563 #include <sys/fanotify.h>
564 #include <unistd.h>
565
566 /* Read all available fanotify events from the file descriptor 'fd' */
567
568 static void
569 handle_events(int fd)
570 {
571     const struct fanotify_event_metadata *metadata;
572     struct fanotify_event_metadata buf[200];
573     ssize_t len;
574     char path[PATH_MAX];
575     ssize_t path_len;
576     char procfd_path[PATH_MAX];
577     struct fanotify_response response;
578
579     /* Loop while events can be read from fanotify file descriptor */
580
581     for(;;) {
582
583         /* Read some events */
584
585         len = read(fd, (void *) &buf, sizeof(buf));
586         if (len == \-1 && errno != EAGAIN) {
587             perror("read");
588             exit(EXIT_FAILURE);
589         }
590
591         /* Check if end of available data reached */
592
593         if (len <= 0)
594             break;
595
596         /* Point to the first event in the buffer */
597
598         metadata = buf;
599
600         /* Loop over all events in the buffer */
601
602         while (FAN_EVENT_OK(metadata, len)) {
603
604             /* Check that run\-time and compile\-time structures match */
605
606             if (metadata\->vers != FANOTIFY_METADATA_VERSION) {
607                 fprintf(stderr,
608                         "Mismatch of fanotify metadata version.\\n");
609                 exit(EXIT_FAILURE);
610             }
611
612             /* metadata\->fd contains either FAN_NOFD, indicating a
613                queue overflow, or a file descriptor (a nonnegative
614                integer). Here, we simply ignore queue overflow. */
615
616             if (metadata\->fd >= 0) {
617
618                 /* Handle open permission event */
619
620                 if (metadata\->mask & FAN_OPEN_PERM) {
621                     printf("FAN_OPEN_PERM: ");
622
623                     /* Allow file to be opened */
624
625                     response.fd = metadata\->fd;
626                     response.response = FAN_ALLOW;
627                     write(fd, &response,
628                           sizeof(struct fanotify_response));
629                 }
630
631                 /* Handle closing of writable file event */
632
633                 if (metadata\->mask & FAN_CLOSE_WRITE)
634                     printf("FAN_CLOSE_WRITE: ");
635
636                 /* Retrieve and print pathname of the accessed file */
637
638                 snprintf(procfd_path, sizeof(procfd_path),
639                          "/proc/self/fd/%d", metadata\->fd);
640                 path_len = readlink(procfd_path, path,
641                                     sizeof(path) \- 1);
642                 if (path_len == \-1) {
643                     perror("readlink");
644                     exit(EXIT_FAILURE);
645                 }
646
647                 path[path_len] = '\\0';
648                 printf("File %s\\n", path);
649
650                 /* Close the file descriptor of the event */
651
652                 close(metadata\->fd);
653             }
654
655             /* Advance to next event */
656
657             metadata = FAN_EVENT_NEXT(metadata, len);
658         }
659     }
660 }
661
662 int
663 main(int argc, char *argv[])
664 {
665     char buf;
666     int fd, poll_num;
667     nfds_t nfds;
668     struct pollfd fds[2];
669
670     /* Check mount point is supplied */
671
672     if (argc != 2) {
673         fprintf(stderr, "Usage: %s MOUNT\\n", argv[0]);
674         exit(EXIT_FAILURE);
675     }
676
677     printf("Press enter key to terminate.\\n");
678
679     /* Create the file descriptor for accessing the fanotify API */
680
681     fd = fanotify_init(FAN_CLOEXEC | FAN_CLASS_CONTENT | FAN_NONBLOCK,
682                        O_RDONLY | O_LARGEFILE);
683     if (fd == \-1) {
684         perror("fanotify_init");
685         exit(EXIT_FAILURE);
686     }
687
688     /* Mark the mount for:
689        \- permission events before opening files
690        \- notification events after closing a write\-enabled
691          file descriptor */
692
693     if (fanotify_mark(fd, FAN_MARK_ADD | FAN_MARK_MOUNT,
694                       FAN_OPEN_PERM | FAN_CLOSE_WRITE, AT_FDCWD,
695                       argv[1]) == \-1) {
696         perror("fanotify_mark");
697         exit(EXIT_FAILURE);
698     }
699
700     /* Prepare for polling */
701
702     nfds = 2;
703
704     /* Console input */
705
706     fds[0].fd = STDIN_FILENO;
707     fds[0].events = POLLIN;
708
709     /* Fanotify input */
710
711     fds[1].fd = fd;
712     fds[1].events = POLLIN;
713
714     /* This is the loop to wait for incoming events */
715
716     printf("Listening for events.\\n");
717
718     while (1) {
719         poll_num = poll(fds, nfds, \-1);
720         if (poll_num == \-1) {
721             if (errno == EINTR)     /* Interrupted by a signal */
722                 continue;           /* Restart poll() */
723
724             perror("poll");         /* Unexpected error */
725             exit(EXIT_FAILURE);
726         }
727
728         if (poll_num > 0) {
729             if (fds[0].revents & POLLIN) {
730
731                 /* Console input is available: empty stdin and quit */
732
733                 while (read(STDIN_FILENO, &buf, 1) > 0 && buf != '\\n')
734                     continue;
735                 break;
736             }
737
738             if (fds[1].revents & POLLIN) {
739
740                 /* Fanotify events are available */
741
742                 handle_events(fd);
743             }
744         }
745     }
746
747     printf("Listening for events stopped.\\n");
748     exit(EXIT_SUCCESS);
749 }
750 .fi
751 .SH "SEE ALSO"
752 .ad l
753 .BR fanotify_init (2),
754 .BR fanotify_mark (2),
755 .BR inotify (7)
756 .SH COLOPHON
757 This page is part of release 3.79 of the Linux
758 .I man-pages
759 project.
760 A description of the project,
761 information about reporting bugs,
762 and the latest version of this page,
763 can be found at
764 \%http://www.kernel.org/doc/man\-pages/.