kernel/pid_namespace.c

   1 /*
   2  * Pid namespaces
   3  *
   4  * Authors:
   5  *    (C) 2007 Pavel Emelyanov <xemul@openvz.org>, OpenVZ, SWsoft Inc.
   6  *    (C) 2007 Sukadev Bhattiprolu <sukadev@us.ibm.com>, IBM
   7  *     Many thanks to Oleg Nesterov for comments and help
   8  *
   9  */
  10
  11 #include <linux/pid.h>
  12 #include <linux/pid_namespace.h>
  13 #include <linux/user_namespace.h>
  14 #include <linux/syscalls.h>
  15 #include <linux/cred.h>
  16 #include <linux/err.h>
  17 #include <linux/acct.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/proc_ns.h>
  20 #include <linux/reboot.h>
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <linux/sched/task.h>
  23
  24 struct pid_cache {
  25         int nr_ids;
  26         char name[16];
  27         struct kmem_cache *cachep;
  28         struct list_head list;
  29 };
  30
  31 static LIST_HEAD(pid_caches_lh);
  32 static DEFINE_MUTEX(pid_caches_mutex);
  33 static struct kmem_cache *pid_ns_cachep;
  34
  35 /*
  36  * creates the kmem cache to allocate pids from.
  37  * @nr_ids: the number of numerical ids this pid will have to carry
  38  */
  39
  40 static struct kmem_cache *create_pid_cachep(int nr_ids)
  41 {
  42         struct pid_cache *pcache;
  43         struct kmem_cache *cachep;
  44
  45         mutex_lock(&pid_caches_mutex);
  46         list_for_each_entry(pcache, &pid_caches_lh, list)
  47                 if (pcache->nr_ids == nr_ids)
  48                         goto out;
  49
  50         pcache = kmalloc(sizeof(struct pid_cache), GFP_KERNEL);
  51         if (pcache == NULL)
  52                 goto err_alloc;
  53
  54         snprintf(pcache->name, sizeof(pcache->name), "pid_%d", nr_ids);
  55         cachep = kmem_cache_create(pcache->name,
  56                         sizeof(struct pid) + (nr_ids - 1) * sizeof(struct upid),
  57                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
  58         if (cachep == NULL)
  59                 goto err_cachep;
  60
  61         pcache->nr_ids = nr_ids;
  62         pcache->cachep = cachep;
  63         list_add(&pcache->list, &pid_caches_lh);
  64 out:
  65         mutex_unlock(&pid_caches_mutex);
  66         return pcache->cachep;
  67
  68 err_cachep:
  69         kfree(pcache);
  70 err_alloc:
  71         mutex_unlock(&pid_caches_mutex);
  72         return NULL;
  73 }
  74
  75 static void proc_cleanup_work(struct work_struct *work)
  76 {
  77         struct pid_namespace *ns = container_of(work, struct pid_namespace, proc_work);
  78         pid_ns_release_proc(ns);
  79 }
  80
  81 /* MAX_PID_NS_LEVEL is needed for limiting size of 'struct pid' */
  82 #define MAX_PID_NS_LEVEL 32
  83
  84 static struct ucounts *inc_pid_namespaces(struct user_namespace *ns)
  85 {
  86         return inc_ucount(ns, current_euid(), UCOUNT_PID_NAMESPACES);
  87 }
  88
  89 static void dec_pid_namespaces(struct ucounts *ucounts)
  90 {
  91         dec_ucount(ucounts, UCOUNT_PID_NAMESPACES);
  92 }
  93
  94 static struct pid_namespace *create_pid_namespace(struct user_namespace *user_ns,
  95         struct pid_namespace *parent_pid_ns)
  96 {
  97         struct pid_namespace *ns;
  98         unsigned int level = parent_pid_ns->level + 1;
  99         struct ucounts *ucounts;
 100         int i;
 101         int err;
 102
 103         err = -ENOSPC;
 104         if (level > MAX_PID_NS_LEVEL)
 105                 goto out;
 106         ucounts = inc_pid_namespaces(user_ns);
 107         if (!ucounts)
 108                 goto out;
 109
 110         err = -ENOMEM;
 111         ns = kmem_cache_zalloc(pid_ns_cachep, GFP_KERNEL);
 112         if (ns == NULL)
 113                 goto out_dec;
 114
 115         ns->pidmap[0].page = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
 116         if (!ns->pidmap[0].page)
 117                 goto out_free;
 118
 119         ns->pid_cachep = create_pid_cachep(level + 1);
 120         if (ns->pid_cachep == NULL)
 121                 goto out_free_map;
 122
 123         err = ns_alloc_inum(&ns->ns);
 124         if (err)
 125                 goto out_free_map;
 126         ns->ns.ops = &pidns_operations;
 127
 128         kref_init(&ns->kref);
 129         ns->level = level;
 130         ns->parent = get_pid_ns(parent_pid_ns);
 131         ns->user_ns = get_user_ns(user_ns);
 132         ns->ucounts = ucounts;
 133         ns->nr_hashed = PIDNS_HASH_ADDING;
 134         INIT_WORK(&ns->proc_work, proc_cleanup_work);
 135
 136         set_bit(0, ns->pidmap[0].page);
 137         atomic_set(&ns->pidmap[0].nr_free, BITS_PER_PAGE - 1);
 138
 139         for (i = 1; i < PIDMAP_ENTRIES; i++)
 140                 atomic_set(&ns->pidmap[i].nr_free, BITS_PER_PAGE);
 141
 142         return ns;
 143
 144 out_free_map:
 145         kfree(ns->pidmap[0].page);
 146 out_free:
 147         kmem_cache_free(pid_ns_cachep, ns);
 148 out_dec:
 149         dec_pid_namespaces(ucounts);
 150 out:
 151         return ERR_PTR(err);
 152 }
 153
 154 static void delayed_free_pidns(struct rcu_head *p)
 155 {
 156         struct pid_namespace *ns = container_of(p, struct pid_namespace, rcu);
 157
 158         dec_pid_namespaces(ns->ucounts);
 159         put_user_ns(ns->user_ns);
 160
 161         kmem_cache_free(pid_ns_cachep, ns);
 162 }
 163
 164 static void destroy_pid_namespace(struct pid_namespace *ns)
 165 {
 166         int i;
 167
 168         ns_free_inum(&ns->ns);
 169         for (i = 0; i < PIDMAP_ENTRIES; i++)
 170                 kfree(ns->pidmap[i].page);
 171         call_rcu(&ns->rcu, delayed_free_pidns);
 172 }
 173
 174 struct pid_namespace *copy_pid_ns(unsigned long flags,
 175         struct user_namespace *user_ns, struct pid_namespace *old_ns)
 176 {
 177         if (!(flags & CLONE_NEWPID))
 178                 return get_pid_ns(old_ns);
 179         if (task_active_pid_ns(current) != old_ns)
 180                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 181         return create_pid_namespace(user_ns, old_ns);
 182 }
 183
 184 static void free_pid_ns(struct kref *kref)
 185 {
 186         struct pid_namespace *ns;
 187
 188         ns = container_of(kref, struct pid_namespace, kref);
 189         destroy_pid_namespace(ns);
 190 }
 191
 192 void put_pid_ns(struct pid_namespace *ns)
 193 {
 194         struct pid_namespace *parent;
 195
 196         while (ns != &init_pid_ns) {
 197                 parent = ns->parent;
 198                 if (!kref_put(&ns->kref, free_pid_ns))
 199                         break;
 200                 ns = parent;
 201         }
 202 }
 203 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_pid_ns);
 204
 205 void zap_pid_ns_processes(struct pid_namespace *pid_ns)
 206 {
 207         int nr;
 208         int rc;
 209         struct task_struct *task, *me = current;
 210         int init_pids = thread_group_leader(me) ? 1 : 2;
 211
 212         /* Don't allow any more processes into the pid namespace */
 213         disable_pid_allocation(pid_ns);
 214
 215         /*
 216          * Ignore SIGCHLD causing any terminated children to autoreap.
 217          * This speeds up the namespace shutdown, plus see the comment
 218          * below.
 219          */
 220         spin_lock_irq(&me->sighand->siglock);
 221         me->sighand->action[SIGCHLD - 1].sa.sa_handler = SIG_IGN;
 222         spin_unlock_irq(&me->sighand->siglock);
 223
 224         /*
 225          * The last thread in the cgroup-init thread group is terminating.
 226          * Find remaining pid_ts in the namespace, signal and wait for them
 227          * to exit.
 228          *
 229          * Note:  This signals each threads in the namespace - even those that
 230          *        belong to the same thread group, To avoid this, we would have
 231          *        to walk the entire tasklist looking a processes in this
 232          *        namespace, but that could be unnecessarily expensive if the
 233          *        pid namespace has just a few processes. Or we need to
 234          *        maintain a tasklist for each pid namespace.
 235          *
 236          */
 237         read_lock(&tasklist_lock);
 238         nr = next_pidmap(pid_ns, 1);
 239         while (nr > 0) {
 240                 rcu_read_lock();
 241
 242                 task = pid_task(find_vpid(nr), PIDTYPE_PID);
 243                 if (task && !__fatal_signal_pending(task))
 244                         send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_FORCED, task);
 245
 246                 rcu_read_unlock();
 247
 248                 nr = next_pidmap(pid_ns, nr);
 249         }
 250         read_unlock(&tasklist_lock);
 251
 252         /*
 253          * Reap the EXIT_ZOMBIE children we had before we ignored SIGCHLD.
 254          * sys_wait4() will also block until our children traced from the
 255          * parent namespace are detached and become EXIT_DEAD.
 256          */
 257         do {
 258                 clear_thread_flag(TIF_SIGPENDING);
 259                 rc = sys_wait4(-1, NULL, __WALL, NULL);
 260         } while (rc != -ECHILD);
 261
 262         /*
 263          * sys_wait4() above can't reap the EXIT_DEAD children but we do not
 264          * really care, we could reparent them to the global init. We could
 265          * exit and reap ->child_reaper even if it is not the last thread in
 266          * this pid_ns, free_pid(nr_hashed == 0) calls proc_cleanup_work(),
 267          * pid_ns can not go away until proc_kill_sb() drops the reference.
 268          *
 269          * But this ns can also have other tasks injected by setns()+fork().
 270          * Again, ignoring the user visible semantics we do not really need
 271          * to wait until they are all reaped, but they can be reparented to
 272          * us and thus we need to ensure that pid->child_reaper stays valid
 273          * until they all go away. See free_pid()->wake_up_process().
 274          *
 275          * We rely on ignored SIGCHLD, an injected zombie must be autoreaped
 276          * if reparented.
 277          */
 278         for (;;) {
 279                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 280                 if (pid_ns->nr_hashed == init_pids)
 281                         break;
 282                 schedule();
 283         }
 284         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 285
 286         if (pid_ns->reboot)
 287                 current->signal->group_exit_code = pid_ns->reboot;
 288
 289         acct_exit_ns(pid_ns);
 290         return;
 291 }
 292
 293 #ifdef CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE
 294 static int pid_ns_ctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
 295                 void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
 296 {
 297         struct pid_namespace *pid_ns = task_active_pid_ns(current);
 298         struct ctl_table tmp = *table;
 299
 300         if (write && !ns_capable(pid_ns->user_ns, CAP_SYS_ADMIN))
 301                 return -EPERM;
 302
 303         /*
 304          * Writing directly to ns' last_pid field is OK, since this field
 305          * is volatile in a living namespace anyway and a code writing to
 306          * it should synchronize its usage with external means.
 307          */
 308
 309         tmp.data = &pid_ns->last_pid;
 310         return proc_dointvec_minmax(&tmp, write, buffer, lenp, ppos);
 311 }
 312
 313 extern int pid_max;
 314 static int zero = 0;
 315 static struct ctl_table pid_ns_ctl_table[] = {
 316         {
 317                 .procname = "ns_last_pid",
 318                 .maxlen = sizeof(int),
 319                 .mode = 0666, /* permissions are checked in the handler */
 320                 .proc_handler = pid_ns_ctl_handler,
 321                 .extra1 = &zero,
 322                 .extra2 = &pid_max,
 323         },
 324         { }
 325 };
 326 static struct ctl_path kern_path[] = { { .procname = "kernel", }, { } };
 327 #endif  /* CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE */
 328
 329 int reboot_pid_ns(struct pid_namespace *pid_ns, int cmd)
 330 {
 331         if (pid_ns == &init_pid_ns)
 332                 return 0;
 333
 334         switch (cmd) {
 335         case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2:
 336         case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART:
 337                 pid_ns->reboot = SIGHUP;
 338                 break;
 339
 340         case LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF:
 341         case LINUX_REBOOT_CMD_HALT:
 342                 pid_ns->reboot = SIGINT;
 343                 break;
 344         default:
 345                 return -EINVAL;
 346         }
 347
 348         read_lock(&tasklist_lock);
 349         force_sig(SIGKILL, pid_ns->child_reaper);
 350         read_unlock(&tasklist_lock);
 351
 352         do_exit(0);
 353
 354         /* Not reached */
 355         return 0;
 356 }
 357
 358 static inline struct pid_namespace *to_pid_ns(struct ns_common *ns)
 359 {
 360         return container_of(ns, struct pid_namespace, ns);
 361 }
 362
 363 static struct ns_common *pidns_get(struct task_struct *task)
 364 {
 365         struct pid_namespace *ns;
 366
 367         rcu_read_lock();
 368         ns = task_active_pid_ns(task);
 369         if (ns)
 370                 get_pid_ns(ns);
 371         rcu_read_unlock();
 372
 373         return ns ? &ns->ns : NULL;
 374 }
 375
 376 static void pidns_put(struct ns_common *ns)
 377 {
 378         put_pid_ns(to_pid_ns(ns));
 379 }
 380
 381 static int pidns_install(struct nsproxy *nsproxy, struct ns_common *ns)
 382 {
 383         struct pid_namespace *active = task_active_pid_ns(current);
 384         struct pid_namespace *ancestor, *new = to_pid_ns(ns);
 385
 386         if (!ns_capable(new->user_ns, CAP_SYS_ADMIN) ||
 387             !ns_capable(current_user_ns(), CAP_SYS_ADMIN))
 388                 return -EPERM;
 389
 390         /*
 391          * Only allow entering the current active pid namespace
 392          * or a child of the current active pid namespace.
 393          *
 394          * This is required for fork to return a usable pid value and
 395          * this maintains the property that processes and their
 396          * children can not escape their current pid namespace.
 397          */
 398         if (new->level < active->level)
 399                 return -EINVAL;
 400
 401         ancestor = new;
 402         while (ancestor->level > active->level)
 403                 ancestor = ancestor->parent;
 404         if (ancestor != active)
 405                 return -EINVAL;
 406
 407         put_pid_ns(nsproxy->pid_ns_for_children);
 408         nsproxy->pid_ns_for_children = get_pid_ns(new);
 409         return 0;
 410 }
 411
 412 static struct ns_common *pidns_get_parent(struct ns_common *ns)
 413 {
 414         struct pid_namespace *active = task_active_pid_ns(current);
 415         struct pid_namespace *pid_ns, *p;
 416
 417         /* See if the parent is in the current namespace */
 418         pid_ns = p = to_pid_ns(ns)->parent;
 419         for (;;) {
 420                 if (!p)
 421                         return ERR_PTR(-EPERM);
 422                 if (p == active)
 423                         break;
 424                 p = p->parent;
 425         }
 426
 427         return &get_pid_ns(pid_ns)->ns;
 428 }
 429
 430 static struct user_namespace *pidns_owner(struct ns_common *ns)
 431 {
 432         return to_pid_ns(ns)->user_ns;
 433 }
 434
 435 const struct proc_ns_operations pidns_operations = {
 436         .name           = "pid",
 437         .type           = CLONE_NEWPID,
 438         .get            = pidns_get,
 439         .put            = pidns_put,
 440         .install        = pidns_install,
 441         .owner          = pidns_owner,
 442         .get_parent     = pidns_get_parent,
 443 };
 444
 445 static __init int pid_namespaces_init(void)
 446 {
 447         pid_ns_cachep = KMEM_CACHE(pid_namespace, SLAB_PANIC);
 448
 449 #ifdef CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE
 450         register_sysctl_paths(kern_path, pid_ns_ctl_table);
 451 #endif
 452         return 0;
 453 }
 454
 455 __initcall(pid_namespaces_init);