Fork-бомба

Article on other languages:

• Bomba_fork
• Forkbomb
• Fork_bomb
• Bomba_fork
• Fork_bomb
• Fork_bomb
• Fork爆弾
• Fork-bomba

	del.icio.us
	Digg
	Furl
	Reddit
	Rojo
	Add to OnlyWire

Рекурсивное порождение процессов, ведущее к отказу в обслуживании, или падению системы

Fork-бомба — программа, которая рекурсивно запускает собственные копии с целью добиться отказа работы ЭВМ посредством попытки полной растраты конечных системных ресурсов (виртуальной памяти, таблиц диспетчера процессов и тому подобное).

В псевдокоде fork бомба выглядит следующим образом:

ПрограммаX {
  Вызови ПрограммаX;
  Вызови ПрограммаX;
  Дождись пока ПрограммаX закончится;
}

Описание

Fork бомба создаёт большое количество собственных копий и тем самым пытается заполнить свободное место в списке активных процессов операционной системы. После заполнения списка процессов становится невозможным старт полезной программы. Даже если какой-либо другой процесс прекратит работу, и место в списке процессов освободится, старт полезной программы маловероятен, так как множество других копий fork бомбы уже ждут возможности запустить свою очередную копию.

Кроме заполнения списка процессов, возможны также стратегии заполнения виртуальной памяти, процессорного времени, сокетов и других системных ресурсов. Результатом исчерпания этих ресурсов становится замедление работы или практический останов операционной системы и/или полезных программ (зависание компьютера).

Fork бомба может быть получена и в результате ошибки при добросовестном программировании. Например, программа, слушающая сетевой порт, может при получении сетевого пакета или установлении соединения «упасть» в бесконечный цикл создавания своих копий для обработки пакета или соединения. Простая ошибка программирования может привести к утечке памяти или к последствиям, характерным для результатов работы fork бомбы.

Примеры fork бомб

Внимание! Выполнение данных примеров может привести к потере несохранённых данных. Не рекомендуется выполнять их без применения надлежащих мер предосторожности.

Bash:^[1]

 :(){ :|:& };:

C:

 #include <unistd.h>
 
 int main()
 {
   while(1)
     fork();
 }

Perl:

 fork while fork

Python:

 import os
 
while(1):
      os.fork()

Пакетный файл Microsoft Windows:

:s
start %0
goto :s

Более элегантный вариант:

%0|%0

Трудность излечения

В случае успешного срабатывания fork бомбы становится трудным или практически невозможным восстановить нормальную работу ЭВМ без перезагрузки, так как единственный способ прекратить работу fork бомбы — это одновременное прекращение работы всех работающих копий fork бомбы. В большинстве реализаций операционных систем вызов команды для прекращения работы процесса требует запуска нового процесса, что в условиях работы успешно работающей fork бомбы невозможно.

Однако, на практике некоторые fork бомбы не требуют таких радикальных мер и могут быть уничтожены без необходимости перезагрузки. Рассмотрим, например, случай бомбы из примера выше:

 :(){ :|:& };:

Особенность этого кода в том, что он не зацикливается после неуспешного порождения своих копий, а завершает работу. В результате список процессов постоянно находится на грани заполнения: одна из копий fork бомбы завершается, и освобождающееся место тут же занимается новосозданным процессом из другой копии fork бомбы. Становится возможным конкурировать с fork бомбой за захват места в списке процессов. Тогда возможно рано или поздно запустить команду для одновременного уничтожения всех копий fork бомбы или запустить безопасную программу, которая будет постепенно «отвоёвывать» место в списке процессов до завершения работы последнего процесса fork бомбы. Пример такой безопасной программы на zsh:

 while (sleep 100 &!) do; done

Предотвращение

Один из способов предотвращения негативных последствий работы fork бомбы — принудительное ограничение количества процессов, которые пользователь может запустить одновременно. Также могут быть ограничены количество выделяемой виртуальной памяти и другие системные ресурсы. При исчерпании максимума доступных процессов попытка процесса создать новый процесс потерпит неудачу. Максимум запускаемых процессов должен быть таким, чтобы он позволял запустить разумное полезное количество программ, но не приводил к краху системы при одновременном запуске fork бомбы от всех пользователей системы.

Необходимо отметить, что ограничение количества процессов само по себе не предотвращает запуск fork бомбы, а лишь направлено на минимизацию возможного вреда в случае её срабатывания.

Другое решение проблемы — интеллектуальное распознавание fork бомбы средствами самой операционной системой, но это решение не нашло широкого применения.

Существует и такая трудность, что если fork бомба занимает всё доступное процессорное время, то результаты её работы могут быть катастрофическими не только на однопроцессорной, но и на многопроцессорной системе, даже при ограничении числа процессов. Например, если число процессоров 16, а максимум количества запущенных процессов 100, то на каждый процессор будет приходиться в среднем 6-7 работающих экземпляров fork бомбы, пожирающих процессорное время. Для решения этой проблемы применяется ограничение по привязке к процессорам.

См. также

• Fork

Примечания

1. ↑ один из наиболее элегантных примеров, созданных в 2002 году Jaromil’ом в качестве искусства программирования в свободного ПО