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