kernel/pid_namespace.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Pid namespaces
   4  *
   5  * Authors:
   6  *    (C) 2007 Pavel Emelyanov <xemul@openvz.org>, OpenVZ, SWsoft Inc.
   7  *    (C) 2007 Sukadev Bhattiprolu <sukadev@us.ibm.com>, IBM
   8  *     Many thanks to Oleg Nesterov for comments and help
   9  *
  10  */
  11
  12 #include <linux/pid.h>
  13 #include <linux/pid_namespace.h>
  14 #include <linux/user_namespace.h>
  15 #include <linux/syscalls.h>
  16 #include <linux/cred.h>
  17 #include <linux/err.h>
  18 #include <linux/acct.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20 #include <linux/proc_ns.h>
  21 #include <linux/reboot.h>
  22 #include <linux/export.h>
  23 #include <linux/sched/task.h>
  24 #include <linux/sched/signal.h>
  25 #include <linux/idr.h>
  26
  27 static DEFINE_MUTEX(pid_caches_mutex);
  28 static struct kmem_cache *pid_ns_cachep;
  29 /* Write once array, filled from the beginning. */
  30 static struct kmem_cache *pid_cache[MAX_PID_NS_LEVEL];
  31
  32 /*
  33  * creates the kmem cache to allocate pids from.
  34  * @level: pid namespace level
  35  */
  36
  37 static struct kmem_cache *create_pid_cachep(unsigned int level)
  38 {
  39         /* Level 0 is init_pid_ns.pid_cachep */
  40         struct kmem_cache **pkc = &pid_cache[level - 1];
  41         struct kmem_cache *kc;
  42         char name[4 + 10 + 1];
  43         unsigned int len;
  44
  45         kc = READ_ONCE(*pkc);
  46         if (kc)
  47                 return kc;
  48
  49         snprintf(name, sizeof(name), "pid_%u", level + 1);
  50         len = sizeof(struct pid) + level * sizeof(struct upid);
  51         mutex_lock(&pid_caches_mutex);
  52         /* Name collision forces to do allocation under mutex. */
  53         if (!*pkc)
  54                 *pkc = kmem_cache_create(name, len, 0,
  55                                          SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_ACCOUNT, 0);
  56         mutex_unlock(&pid_caches_mutex);
  57         /* current can fail, but someone else can succeed. */
  58         return READ_ONCE(*pkc);
  59 }
  60
  61 static struct ucounts *inc_pid_namespaces(struct user_namespace *ns)
  62 {
  63         return inc_ucount(ns, current_euid(), UCOUNT_PID_NAMESPACES);
  64 }
  65
  66 static void dec_pid_namespaces(struct ucounts *ucounts)
  67 {
  68         dec_ucount(ucounts, UCOUNT_PID_NAMESPACES);
  69 }
  70
  71 static struct pid_namespace *create_pid_namespace(struct user_namespace *user_ns,
  72         struct pid_namespace *parent_pid_ns)
  73 {
  74         struct pid_namespace *ns;
  75         unsigned int level = parent_pid_ns->level + 1;
  76         struct ucounts *ucounts;
  77         int err;
  78
  79         err = -EINVAL;
  80         if (!in_userns(parent_pid_ns->user_ns, user_ns))
  81                 goto out;
  82
  83         err = -ENOSPC;
  84         if (level > MAX_PID_NS_LEVEL)
  85                 goto out;
  86         ucounts = inc_pid_namespaces(user_ns);
  87         if (!ucounts)
  88                 goto out;
  89
  90         err = -ENOMEM;
  91         ns = kmem_cache_zalloc(pid_ns_cachep, GFP_KERNEL);
  92         if (ns == NULL)
  93                 goto out_dec;
  94
  95         idr_init(&ns->idr);
  96
  97         ns->pid_cachep = create_pid_cachep(level);
  98         if (ns->pid_cachep == NULL)
  99                 goto out_free_idr;
 100
 101         err = ns_alloc_inum(&ns->ns);
 102         if (err)
 103                 goto out_free_idr;
 104         ns->ns.ops = &pidns_operations;
 105
 106         kref_init(&ns->kref);
 107         ns->level = level;
 108         ns->parent = get_pid_ns(parent_pid_ns);
 109         ns->user_ns = get_user_ns(user_ns);
 110         ns->ucounts = ucounts;
 111         ns->pid_allocated = PIDNS_ADDING;
 112
 113         return ns;
 114
 115 out_free_idr:
 116         idr_destroy(&ns->idr);
 117         kmem_cache_free(pid_ns_cachep, ns);
 118 out_dec:
 119         dec_pid_namespaces(ucounts);
 120 out:
 121         return ERR_PTR(err);
 122 }
 123
 124 static void delayed_free_pidns(struct rcu_head *p)
 125 {
 126         struct pid_namespace *ns = container_of(p, struct pid_namespace, rcu);
 127
 128         dec_pid_namespaces(ns->ucounts);
 129         put_user_ns(ns->user_ns);
 130
 131         kmem_cache_free(pid_ns_cachep, ns);
 132 }
 133
 134 static void destroy_pid_namespace(struct pid_namespace *ns)
 135 {
 136         ns_free_inum(&ns->ns);
 137
 138         idr_destroy(&ns->idr);
 139         call_rcu(&ns->rcu, delayed_free_pidns);
 140 }
 141
 142 struct pid_namespace *copy_pid_ns(unsigned long flags,
 143         struct user_namespace *user_ns, struct pid_namespace *old_ns)
 144 {
 145         if (!(flags & CLONE_NEWPID))
 146                 return get_pid_ns(old_ns);
 147         if (task_active_pid_ns(current) != old_ns)
 148                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 149         return create_pid_namespace(user_ns, old_ns);
 150 }
 151
 152 static void free_pid_ns(struct kref *kref)
 153 {
 154         struct pid_namespace *ns;
 155
 156         ns = container_of(kref, struct pid_namespace, kref);
 157         destroy_pid_namespace(ns);
 158 }
 159
 160 void put_pid_ns(struct pid_namespace *ns)
 161 {
 162         struct pid_namespace *parent;
 163
 164         while (ns != &init_pid_ns) {
 165                 parent = ns->parent;
 166                 if (!kref_put(&ns->kref, free_pid_ns))
 167                         break;
 168                 ns = parent;
 169         }
 170 }
 171 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_pid_ns);
 172
 173 void zap_pid_ns_processes(struct pid_namespace *pid_ns)
 174 {
 175         int nr;
 176         int rc;
 177         struct task_struct *task, *me = current;
 178         int init_pids = thread_group_leader(me) ? 1 : 2;
 179         struct pid *pid;
 180
 181         /* Don't allow any more processes into the pid namespace */
 182         disable_pid_allocation(pid_ns);
 183
 184         /*
 185          * Ignore SIGCHLD causing any terminated children to autoreap.
 186          * This speeds up the namespace shutdown, plus see the comment
 187          * below.
 188          */
 189         spin_lock_irq(&me->sighand->siglock);
 190         me->sighand->action[SIGCHLD - 1].sa.sa_handler = SIG_IGN;
 191         spin_unlock_irq(&me->sighand->siglock);
 192
 193         /*
 194          * The last thread in the cgroup-init thread group is terminating.
 195          * Find remaining pid_ts in the namespace, signal and wait for them
 196          * to exit.
 197          *
 198          * Note:  This signals each threads in the namespace - even those that
 199          *        belong to the same thread group, To avoid this, we would have
 200          *        to walk the entire tasklist looking a processes in this
 201          *        namespace, but that could be unnecessarily expensive if the
 202          *        pid namespace has just a few processes. Or we need to
 203          *        maintain a tasklist for each pid namespace.
 204          *
 205          */
 206         rcu_read_lock();
 207         read_lock(&tasklist_lock);
 208         nr = 2;
 209         idr_for_each_entry_continue(&pid_ns->idr, pid, nr) {
 210                 task = pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
 211                 if (task && !__fatal_signal_pending(task))
 212                         group_send_sig_info(SIGKILL, SEND_SIG_PRIV, task, PIDTYPE_MAX);
 213         }
 214         read_unlock(&tasklist_lock);
 215         rcu_read_unlock();
 216
 217         /*
 218          * Reap the EXIT_ZOMBIE children we had before we ignored SIGCHLD.
 219          * kernel_wait4() will also block until our children traced from the
 220          * parent namespace are detached and become EXIT_DEAD.
 221          */
 222         do {
 223                 clear_thread_flag(TIF_SIGPENDING);
 224                 rc = kernel_wait4(-1, NULL, __WALL, NULL);
 225         } while (rc != -ECHILD);
 226
 227         /*
 228          * kernel_wait4() misses EXIT_DEAD children, and EXIT_ZOMBIE
 229          * process whose parents processes are outside of the pid
 230          * namespace.  Such processes are created with setns()+fork().
 231          *
 232          * If those EXIT_ZOMBIE processes are not reaped by their
 233          * parents before their parents exit, they will be reparented
 234          * to pid_ns->child_reaper.  Thus pidns->child_reaper needs to
 235          * stay valid until they all go away.
 236          *
 237          * The code relies on the pid_ns->child_reaper ignoring
 238          * SIGCHILD to cause those EXIT_ZOMBIE processes to be
 239          * autoreaped if reparented.
 240          *
 241          * Semantically it is also desirable to wait for EXIT_ZOMBIE
 242          * processes before allowing the child_reaper to be reaped, as
 243          * that gives the invariant that when the init process of a
 244          * pid namespace is reaped all of the processes in the pid
 245          * namespace are gone.
 246          *
 247          * Once all of the other tasks are gone from the pid_namespace
 248          * free_pid() will awaken this task.
 249          */
 250         for (;;) {
 251                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 252                 if (pid_ns->pid_allocated == init_pids)
 253                         break;
 254                 /*
 255                  * Release tasks_rcu_exit_srcu to avoid following deadlock:
 256                  *
 257                  * 1) TASK A unshare(CLONE_NEWPID)
 258                  * 2) TASK A fork() twice -> TASK B (child reaper for new ns)
 259                  *    and TASK C
 260                  * 3) TASK B exits, kills TASK C, waits for TASK A to reap it
 261                  * 4) TASK A calls synchronize_rcu_tasks()
 262                  *                   -> synchronize_srcu(tasks_rcu_exit_srcu)
 263                  * 5) *DEADLOCK*
 264                  *
 265                  * It is considered safe to release tasks_rcu_exit_srcu here
 266                  * because we assume the current task can not be concurrently
 267                  * reaped at this point.
 268                  */
 269                 exit_tasks_rcu_stop();
 270                 schedule();
 271                 exit_tasks_rcu_start();
 272         }
 273         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 274
 275         if (pid_ns->reboot)
 276                 current->signal->group_exit_code = pid_ns->reboot;
 277
 278         acct_exit_ns(pid_ns);
 279         return;
 280 }
 281
 282 #ifdef CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE
 283 static int pid_ns_ctl_handler(struct ctl_table *table, int write,
 284                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
 285 {
 286         struct pid_namespace *pid_ns = task_active_pid_ns(current);
 287         struct ctl_table tmp = *table;
 288         int ret, next;
 289
 290         if (write && !checkpoint_restore_ns_capable(pid_ns->user_ns))
 291                 return -EPERM;
 292
 293         /*
 294          * Writing directly to ns' last_pid field is OK, since this field
 295          * is volatile in a living namespace anyway and a code writing to
 296          * it should synchronize its usage with external means.
 297          */
 298
 299         next = idr_get_cursor(&pid_ns->idr) - 1;
 300
 301         tmp.data = &next;
 302         ret = proc_dointvec_minmax(&tmp, write, buffer, lenp, ppos);
 303         if (!ret && write)
 304                 idr_set_cursor(&pid_ns->idr, next + 1);
 305
 306         return ret;
 307 }
 308
 309 extern int pid_max;
 310 static struct ctl_table pid_ns_ctl_table[] = {
 311         {
 312                 .procname = "ns_last_pid",
 313                 .maxlen = sizeof(int),
 314                 .mode = 0666, /* permissions are checked in the handler */
 315                 .proc_handler = pid_ns_ctl_handler,
 316                 .extra1 = SYSCTL_ZERO,
 317                 .extra2 = &pid_max,
 318         },
 319         { }
 320 };
 321 static struct ctl_path kern_path[] = { { .procname = "kernel", }, { } };
 322 #endif  /* CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE */
 323
 324 int reboot_pid_ns(struct pid_namespace *pid_ns, int cmd)
 325 {
 326         if (pid_ns == &init_pid_ns)
 327                 return 0;
 328
 329         switch (cmd) {
 330         case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART2:
 331         case LINUX_REBOOT_CMD_RESTART:
 332                 pid_ns->reboot = SIGHUP;
 333                 break;
 334
 335         case LINUX_REBOOT_CMD_POWER_OFF:
 336         case LINUX_REBOOT_CMD_HALT:
 337                 pid_ns->reboot = SIGINT;
 338                 break;
 339         default:
 340                 return -EINVAL;
 341         }
 342
 343         read_lock(&tasklist_lock);
 344         send_sig(SIGKILL, pid_ns->child_reaper, 1);
 345         read_unlock(&tasklist_lock);
 346
 347         do_exit(0);
 348
 349         /* Not reached */
 350         return 0;
 351 }
 352
 353 static inline struct pid_namespace *to_pid_ns(struct ns_common *ns)
 354 {
 355         return container_of(ns, struct pid_namespace, ns);
 356 }
 357
 358 static struct ns_common *pidns_get(struct task_struct *task)
 359 {
 360         struct pid_namespace *ns;
 361
 362         rcu_read_lock();
 363         ns = task_active_pid_ns(task);
 364         if (ns)
 365                 get_pid_ns(ns);
 366         rcu_read_unlock();
 367
 368         return ns ? &ns->ns : NULL;
 369 }
 370
 371 static struct ns_common *pidns_for_children_get(struct task_struct *task)
 372 {
 373         struct pid_namespace *ns = NULL;
 374
 375         task_lock(task);
 376         if (task->nsproxy) {
 377                 ns = task->nsproxy->pid_ns_for_children;
 378                 get_pid_ns(ns);
 379         }
 380         task_unlock(task);
 381
 382         if (ns) {
 383                 read_lock(&tasklist_lock);
 384                 if (!ns->child_reaper) {
 385                         put_pid_ns(ns);
 386                         ns = NULL;
 387                 }
 388                 read_unlock(&tasklist_lock);
 389         }
 390
 391         return ns ? &ns->ns : NULL;
 392 }
 393
 394 static void pidns_put(struct ns_common *ns)
 395 {
 396         put_pid_ns(to_pid_ns(ns));
 397 }
 398
 399 static int pidns_install(struct nsset *nsset, struct ns_common *ns)
 400 {
 401         struct nsproxy *nsproxy = nsset->nsproxy;
 402         struct pid_namespace *active = task_active_pid_ns(current);
 403         struct pid_namespace *ancestor, *new = to_pid_ns(ns);
 404
 405         if (!ns_capable(new->user_ns, CAP_SYS_ADMIN) ||
 406             !ns_capable(nsset->cred->user_ns, CAP_SYS_ADMIN))
 407                 return -EPERM;
 408
 409         /*
 410          * Only allow entering the current active pid namespace
 411          * or a child of the current active pid namespace.
 412          *
 413          * This is required for fork to return a usable pid value and
 414          * this maintains the property that processes and their
 415          * children can not escape their current pid namespace.
 416          */
 417         if (new->level < active->level)
 418                 return -EINVAL;
 419
 420         ancestor = new;
 421         while (ancestor->level > active->level)
 422                 ancestor = ancestor->parent;
 423         if (ancestor != active)
 424                 return -EINVAL;
 425
 426         put_pid_ns(nsproxy->pid_ns_for_children);
 427         nsproxy->pid_ns_for_children = get_pid_ns(new);
 428         return 0;
 429 }
 430
 431 static struct ns_common *pidns_get_parent(struct ns_common *ns)
 432 {
 433         struct pid_namespace *active = task_active_pid_ns(current);
 434         struct pid_namespace *pid_ns, *p;
 435
 436         /* See if the parent is in the current namespace */
 437         pid_ns = p = to_pid_ns(ns)->parent;
 438         for (;;) {
 439                 if (!p)
 440                         return ERR_PTR(-EPERM);
 441                 if (p == active)
 442                         break;
 443                 p = p->parent;
 444         }
 445
 446         return &get_pid_ns(pid_ns)->ns;
 447 }
 448
 449 static struct user_namespace *pidns_owner(struct ns_common *ns)
 450 {
 451         return to_pid_ns(ns)->user_ns;
 452 }
 453
 454 const struct proc_ns_operations pidns_operations = {
 455         .name           = "pid",
 456         .type           = CLONE_NEWPID,
 457         .get            = pidns_get,
 458         .put            = pidns_put,
 459         .install        = pidns_install,
 460         .owner          = pidns_owner,
 461         .get_parent     = pidns_get_parent,
 462 };
 463
 464 const struct proc_ns_operations pidns_for_children_operations = {
 465         .name           = "pid_for_children",
 466         .real_ns_name   = "pid",
 467         .type           = CLONE_NEWPID,
 468         .get            = pidns_for_children_get,
 469         .put            = pidns_put,
 470         .install        = pidns_install,
 471         .owner          = pidns_owner,
 472         .get_parent     = pidns_get_parent,
 473 };
 474
 475 static __init int pid_namespaces_init(void)
 476 {
 477         pid_ns_cachep = KMEM_CACHE(pid_namespace, SLAB_PANIC);
 478
 479 #ifdef CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE
 480         register_sysctl_paths(kern_path, pid_ns_ctl_table);
 481 #endif
 482         return 0;
 483 }
 484
 485 __initcall(pid_namespaces_init);