src/components/nacl/loader/nacl_helper_linux.cc

   1 // Copyright 2013 The Chromium Authors. All rights reserved.
   2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
   3 // found in the LICENSE file.
   4
   5 // A mini-zygote specifically for Native Client.
   6
   7 #include "components/nacl/loader/nacl_helper_linux.h"
   8
   9 #include <errno.h>
  10 #include <fcntl.h>
  11 #include <link.h>
  12 #include <signal.h>
  13 #include <stdio.h>
  14 #include <stdlib.h>
  15 #include <sys/socket.h>
  16 #include <sys/stat.h>
  17 #include <sys/types.h>
  18
  19 #include <string>
  20 #include <vector>
  21
  22 #include "base/at_exit.h"
  23 #include "base/command_line.h"
  24 #include "base/files/scoped_file.h"
  25 #include "base/logging.h"
  26 #include "base/memory/scoped_ptr.h"
  27 #include "base/memory/scoped_vector.h"
  28 #include "base/message_loop/message_loop.h"
  29 #include "base/posix/eintr_wrapper.h"
  30 #include "base/posix/global_descriptors.h"
  31 #include "base/posix/unix_domain_socket_linux.h"
  32 #include "base/process/kill.h"
  33 #include "base/process/process_handle.h"
  34 #include "base/rand_util.h"
  35 #include "components/nacl/common/nacl_switches.h"
  36 #include "components/nacl/loader/nacl_listener.h"
  37 #include "components/nacl/loader/nonsfi/irt_exception_handling.h"
  38 #include "components/nacl/loader/sandbox_linux/nacl_sandbox_linux.h"
  39 #include "content/public/common/child_process_sandbox_support_linux.h"
  40 #include "content/public/common/content_descriptors.h"
  41 #include "content/public/common/zygote_fork_delegate_linux.h"
  42 #include "crypto/nss_util.h"
  43 #include "ipc/ipc_descriptors.h"
  44 #include "ipc/ipc_switches.h"
  45 #include "sandbox/linux/services/libc_urandom_override.h"
  46
  47 namespace {
  48
  49 struct NaClLoaderSystemInfo {
  50   size_t prereserved_sandbox_size;
  51   long number_of_cores;
  52 };
  53
  54 // Replace |file_descriptor| with the reading end of a closed pipe.
  55 void ReplaceFDWithDummy(int file_descriptor) {
  56   // Make sure that file_descriptor is an open descriptor.
  57   PCHECK(-1 != fcntl(file_descriptor, F_GETFD, 0));
  58   int pipefd[2];
  59   PCHECK(0 == pipe(pipefd));
  60   PCHECK(-1 != dup2(pipefd[0], file_descriptor));
  61   PCHECK(0 == IGNORE_EINTR(close(pipefd[0])));
  62   PCHECK(0 == IGNORE_EINTR(close(pipefd[1])));
  63 }
  64
  65 // The child must mimic the behavior of zygote_main_linux.cc on the child
  66 // side of the fork. See zygote_main_linux.cc:HandleForkRequest from
  67 //   if (!child) {
  68 void BecomeNaClLoader(base::ScopedFD browser_fd,
  69                       const NaClLoaderSystemInfo& system_info,
  70                       bool uses_nonsfi_mode,
  71                       nacl::NaClSandbox* nacl_sandbox) {
  72   DCHECK(nacl_sandbox);
  73   VLOG(1) << "NaCl loader: setting up IPC descriptor";
  74   // Close or shutdown IPC channels that we don't need anymore.
  75   PCHECK(0 == IGNORE_EINTR(close(kNaClZygoteDescriptor)));
  76   // In Non-SFI mode, it's important to close any non-expected IPC channels.
  77   if (uses_nonsfi_mode) {
  78     // The low-level kSandboxIPCChannel is used by renderers and NaCl for
  79     // various operations. See the LinuxSandbox::METHOD_* methods. NaCl uses
  80     // LinuxSandbox::METHOD_MAKE_SHARED_MEMORY_SEGMENT in SFI mode, so this
  81     // should only be closed in Non-SFI mode.
  82     // This file descriptor is insidiously used by a number of APIs. Closing it
  83     // could lead to difficult to debug issues. Instead of closing it, replace
  84     // it with a dummy.
  85     const int sandbox_ipc_channel =
  86         base::GlobalDescriptors::kBaseDescriptor + kSandboxIPCChannel;
  87
  88     ReplaceFDWithDummy(sandbox_ipc_channel);
  89
  90     // Install crash signal handlers before disallowing system calls.
  91     nacl::nonsfi::InitializeSignalHandler();
  92   }
  93
  94   // Always ignore SIGPIPE, for consistency with other Chrome processes and
  95   // because some IPC code, such as sync_socket_posix.cc, requires this.
  96   // We do this before seccomp-bpf is initialized.
  97   PCHECK(signal(SIGPIPE, SIG_IGN) != SIG_ERR);
  98
  99   // Finish layer-1 sandbox initialization and initialize the layer-2 sandbox.
 100   CHECK(!nacl_sandbox->HasOpenDirectory());
 101   nacl_sandbox->InitializeLayerTwoSandbox(uses_nonsfi_mode);
 102   nacl_sandbox->SealLayerOneSandbox();
 103   nacl_sandbox->CheckSandboxingStateWithPolicy();
 104
 105   base::GlobalDescriptors::GetInstance()->Set(kPrimaryIPCChannel,
 106                                               browser_fd.release());
 107
 108   base::MessageLoopForIO main_message_loop;
 109   NaClListener listener;
 110   listener.set_uses_nonsfi_mode(uses_nonsfi_mode);
 111   listener.set_prereserved_sandbox_size(system_info.prereserved_sandbox_size);
 112   listener.set_number_of_cores(system_info.number_of_cores);
 113   listener.Listen();
 114   _exit(0);
 115 }
 116
 117 // Start the NaCl loader in a child created by the NaCl loader Zygote.
 118 void ChildNaClLoaderInit(ScopedVector<base::ScopedFD> child_fds,
 119                          const NaClLoaderSystemInfo& system_info,
 120                          bool uses_nonsfi_mode,
 121                          nacl::NaClSandbox* nacl_sandbox,
 122                          const std::string& channel_id) {
 123   DCHECK(child_fds.size() >
 124          std::max(content::ZygoteForkDelegate::kPIDOracleFDIndex,
 125                   content::ZygoteForkDelegate::kBrowserFDIndex));
 126
 127   // Ping the PID oracle socket.
 128   CHECK(content::SendZygoteChildPing(
 129       child_fds[content::ZygoteForkDelegate::kPIDOracleFDIndex]->get()));
 130
 131   CommandLine::ForCurrentProcess()->AppendSwitchASCII(
 132       switches::kProcessChannelID, channel_id);
 133
 134   // Save the browser socket and close the rest.
 135   base::ScopedFD browser_fd(
 136       child_fds[content::ZygoteForkDelegate::kBrowserFDIndex]->Pass());
 137   child_fds.clear();
 138
 139   BecomeNaClLoader(
 140       browser_fd.Pass(), system_info, uses_nonsfi_mode, nacl_sandbox);
 141   _exit(1);
 142 }
 143
 144 // Handle a fork request from the Zygote.
 145 // Some of this code was lifted from
 146 // content/browser/zygote_main_linux.cc:ForkWithRealPid()
 147 bool HandleForkRequest(ScopedVector<base::ScopedFD> child_fds,
 148                        const NaClLoaderSystemInfo& system_info,
 149                        nacl::NaClSandbox* nacl_sandbox,
 150                        PickleIterator* input_iter,
 151                        Pickle* output_pickle) {
 152   bool uses_nonsfi_mode;
 153   if (!input_iter->ReadBool(&uses_nonsfi_mode)) {
 154     LOG(ERROR) << "Could not read uses_nonsfi_mode status";
 155     return false;
 156   }
 157
 158   std::string channel_id;
 159   if (!input_iter->ReadString(&channel_id)) {
 160     LOG(ERROR) << "Could not read channel_id string";
 161     return false;
 162   }
 163
 164   if (content::ZygoteForkDelegate::kNumPassedFDs != child_fds.size()) {
 165     LOG(ERROR) << "nacl_helper: unexpected number of fds, got "
 166         << child_fds.size();
 167     return false;
 168   }
 169
 170   VLOG(1) << "nacl_helper: forking";
 171   pid_t child_pid = fork();
 172   if (child_pid < 0) {
 173     PLOG(ERROR) << "*** fork() failed.";
 174   }
 175
 176   if (child_pid == 0) {
 177     ChildNaClLoaderInit(child_fds.Pass(),
 178                         system_info,
 179                         uses_nonsfi_mode,
 180                         nacl_sandbox,
 181                         channel_id);
 182     NOTREACHED();
 183   }
 184
 185   // I am the parent.
 186   // First, close the dummy_fd so the sandbox won't find me when
 187   // looking for the child's pid in /proc. Also close other fds.
 188   child_fds.clear();
 189   VLOG(1) << "nacl_helper: child_pid is " << child_pid;
 190
 191   // Now send child_pid (eventually -1 if fork failed) to the Chrome Zygote.
 192   output_pickle->WriteInt(child_pid);
 193   return true;
 194 }
 195
 196 bool HandleGetTerminationStatusRequest(PickleIterator* input_iter,
 197                                        Pickle* output_pickle) {
 198   pid_t child_to_wait;
 199   if (!input_iter->ReadInt(&child_to_wait)) {
 200     LOG(ERROR) << "Could not read pid to wait for";
 201     return false;
 202   }
 203
 204   bool known_dead;
 205   if (!input_iter->ReadBool(&known_dead)) {
 206     LOG(ERROR) << "Could not read known_dead status";
 207     return false;
 208   }
 209   // TODO(jln): With NaCl, known_dead seems to never be set to true (unless
 210   // called from the Zygote's kZygoteCommandReap command). This means that we
 211   // will sometimes detect the process as still running when it's not. Fix
 212   // this!
 213
 214   int exit_code;
 215   base::TerminationStatus status;
 216   if (known_dead)
 217     status = base::GetKnownDeadTerminationStatus(child_to_wait, &exit_code);
 218   else
 219     status = base::GetTerminationStatus(child_to_wait, &exit_code);
 220   output_pickle->WriteInt(static_cast<int>(status));
 221   output_pickle->WriteInt(exit_code);
 222   return true;
 223 }
 224
 225 // Honor a command |command_type|. Eventual command parameters are
 226 // available in |input_iter| and eventual file descriptors attached to
 227 // the command are in |attached_fds|.
 228 // Reply to the command on |reply_fds|.
 229 bool HonorRequestAndReply(int reply_fd,
 230                           int command_type,
 231                           ScopedVector<base::ScopedFD> attached_fds,
 232                           const NaClLoaderSystemInfo& system_info,
 233                           nacl::NaClSandbox* nacl_sandbox,
 234                           PickleIterator* input_iter) {
 235   Pickle write_pickle;
 236   bool have_to_reply = false;
 237   // Commands must write anything to send back to |write_pickle|.
 238   switch (command_type) {
 239     case nacl::kNaClForkRequest:
 240       have_to_reply = HandleForkRequest(attached_fds.Pass(),
 241                                         system_info,
 242                                         nacl_sandbox,
 243                                         input_iter,
 244                                         &write_pickle);
 245       break;
 246     case nacl::kNaClGetTerminationStatusRequest:
 247       have_to_reply =
 248           HandleGetTerminationStatusRequest(input_iter, &write_pickle);
 249       break;
 250     default:
 251       LOG(ERROR) << "Unsupported command from Zygote";
 252       return false;
 253   }
 254   if (!have_to_reply)
 255     return false;
 256   const std::vector<int> empty;  // We never send file descriptors back.
 257   if (!UnixDomainSocket::SendMsg(reply_fd, write_pickle.data(),
 258                                  write_pickle.size(), empty)) {
 259     LOG(ERROR) << "*** send() to zygote failed";
 260     return false;
 261   }
 262   return true;
 263 }
 264
 265 // Read a request from the Zygote from |zygote_ipc_fd| and handle it.
 266 // Die on EOF from |zygote_ipc_fd|.
 267 bool HandleZygoteRequest(int zygote_ipc_fd,
 268                          const NaClLoaderSystemInfo& system_info,
 269                          nacl::NaClSandbox* nacl_sandbox) {
 270   ScopedVector<base::ScopedFD> fds;
 271   char buf[kNaClMaxIPCMessageLength];
 272   const ssize_t msglen = UnixDomainSocket::RecvMsg(zygote_ipc_fd,
 273       &buf, sizeof(buf), &fds);
 274   // If the Zygote has started handling requests, we should be sandboxed via
 275   // the setuid sandbox.
 276   if (!nacl_sandbox->layer_one_enabled()) {
 277     LOG(ERROR) << "NaCl helper process running without a sandbox!\n"
 278       << "Most likely you need to configure your SUID sandbox "
 279       << "correctly";
 280   }
 281   if (msglen == 0 || (msglen == -1 && errno == ECONNRESET)) {
 282     // EOF from the browser. Goodbye!
 283     _exit(0);
 284   }
 285   if (msglen < 0) {
 286     PLOG(ERROR) << "nacl_helper: receive from zygote failed";
 287     return false;
 288   }
 289
 290   Pickle read_pickle(buf, msglen);
 291   PickleIterator read_iter(read_pickle);
 292   int command_type;
 293   if (!read_iter.ReadInt(&command_type)) {
 294     LOG(ERROR) << "Unable to read command from Zygote";
 295     return false;
 296   }
 297   return HonorRequestAndReply(zygote_ipc_fd,
 298                               command_type,
 299                               fds.Pass(),
 300                               system_info,
 301                               nacl_sandbox,
 302                               &read_iter);
 303 }
 304
 305 static const char kNaClHelperReservedAtZero[] = "reserved_at_zero";
 306 static const char kNaClHelperRDebug[] = "r_debug";
 307
 308 // Since we were started by nacl_helper_bootstrap rather than in the
 309 // usual way, the debugger cannot figure out where our executable
 310 // or the dynamic linker or the shared libraries are in memory,
 311 // so it won't find any symbols.  But we can fake it out to find us.
 312 //
 313 // The zygote passes --r_debug=0xXXXXXXXXXXXXXXXX.
 314 // nacl_helper_bootstrap replaces the Xs with the address of its _r_debug
 315 // structure.  The debugger will look for that symbol by name to
 316 // discover the addresses of key dynamic linker data structures.
 317 // Since all it knows about is the original main executable, which
 318 // is the bootstrap program, it finds the symbol defined there.  The
 319 // dynamic linker's structure is somewhere else, but it is filled in
 320 // after initialization.  The parts that really matter to the
 321 // debugger never change.  So we just copy the contents of the
 322 // dynamic linker's structure into the address provided by the option.
 323 // Hereafter, if someone attaches a debugger (or examines a core dump),
 324 // the debugger will find all the symbols in the normal way.
 325 static void CheckRDebug(char* argv0) {
 326   std::string r_debug_switch_value =
 327       CommandLine::ForCurrentProcess()->GetSwitchValueASCII(kNaClHelperRDebug);
 328   if (!r_debug_switch_value.empty()) {
 329     char* endp;
 330     uintptr_t r_debug_addr = strtoul(r_debug_switch_value.c_str(), &endp, 0);
 331     if (r_debug_addr != 0 && *endp == '\0') {
 332       r_debug* bootstrap_r_debug = reinterpret_cast<r_debug*>(r_debug_addr);
 333       *bootstrap_r_debug = _r_debug;
 334
 335       // Since the main executable (the bootstrap program) does not
 336       // have a dynamic section, the debugger will not skip the
 337       // first element of the link_map list as it usually would for
 338       // an executable or PIE that was loaded normally.  But the
 339       // dynamic linker has set l_name for the PIE to "" as is
 340       // normal for the main executable.  So the debugger doesn't
 341       // know which file it is.  Fill in the actual file name, which
 342       // came in as our argv[0].
 343       link_map* l = _r_debug.r_map;
 344       if (l->l_name[0] == '\0')
 345         l->l_name = argv0;
 346     }
 347   }
 348 }
 349
 350 // The zygote passes --reserved_at_zero=0xXXXXXXXXXXXXXXXX.
 351 // nacl_helper_bootstrap replaces the Xs with the amount of prereserved
 352 // sandbox memory.
 353 //
 354 // CheckReservedAtZero parses the value of the argument reserved_at_zero
 355 // and returns the amount of prereserved sandbox memory.
 356 static size_t CheckReservedAtZero() {
 357   size_t prereserved_sandbox_size = 0;
 358   std::string reserved_at_zero_switch_value =
 359       CommandLine::ForCurrentProcess()->GetSwitchValueASCII(
 360           kNaClHelperReservedAtZero);
 361   if (!reserved_at_zero_switch_value.empty()) {
 362     char* endp;
 363     prereserved_sandbox_size =
 364         strtoul(reserved_at_zero_switch_value.c_str(), &endp, 0);
 365     if (*endp != '\0')
 366       LOG(ERROR) << "Could not parse reserved_at_zero argument value of "
 367                  << reserved_at_zero_switch_value;
 368   }
 369   return prereserved_sandbox_size;
 370 }
 371
 372 }  // namespace
 373
 374 #if defined(ADDRESS_SANITIZER)
 375 // Do not install the SIGSEGV handler in ASan. This should make the NaCl
 376 // platform qualification test pass.
 377 static const char kAsanDefaultOptionsNaCl[] = "handle_segv=0";
 378
 379 // Override the default ASan options for the NaCl helper.
 380 // __asan_default_options should not be instrumented, because it is called
 381 // before ASan is initialized.
 382 extern "C"
 383 __attribute__((no_sanitize_address))
 384 // The function isn't referenced from the executable itself. Make sure it isn't
 385 // stripped by the linker.
 386 __attribute__((used))
 387 __attribute__((visibility("default")))
 388 const char* __asan_default_options() {
 389   return kAsanDefaultOptionsNaCl;
 390 }
 391 #endif
 392
 393 int main(int argc, char* argv[]) {
 394   CommandLine::Init(argc, argv);
 395   base::AtExitManager exit_manager;
 396   base::RandUint64();  // acquire /dev/urandom fd before sandbox is raised
 397   // Allows NSS to fopen() /dev/urandom.
 398   sandbox::InitLibcUrandomOverrides();
 399 #if defined(USE_NSS)
 400   // Configure NSS for use inside the NaCl process.
 401   // The fork check has not caused problems for NaCl, but this appears to be
 402   // best practice (see other places LoadNSSLibraries is called.)
 403   crypto::DisableNSSForkCheck();
 404   // Without this line on Linux, HMAC::Init will instantiate a singleton that
 405   // in turn attempts to open a file.  Disabling this behavior avoids a ~70 ms
 406   // stall the first time HMAC is used.
 407   crypto::ForceNSSNoDBInit();
 408   // Load shared libraries before sandbox is raised.
 409   // NSS is needed to perform hashing for validation caching.
 410   crypto::LoadNSSLibraries();
 411 #endif
 412   const NaClLoaderSystemInfo system_info = {
 413     CheckReservedAtZero(),
 414     sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN)
 415   };
 416
 417   CheckRDebug(argv[0]);
 418
 419   scoped_ptr<nacl::NaClSandbox> nacl_sandbox(new nacl::NaClSandbox);
 420   // Make sure that the early initialization did not start any spurious
 421   // threads.
 422 #if !defined(THREAD_SANITIZER)
 423   CHECK(nacl_sandbox->IsSingleThreaded());
 424 #endif
 425
 426   const bool is_init_process = 1 == getpid();
 427   nacl_sandbox->InitializeLayerOneSandbox();
 428   CHECK_EQ(is_init_process, nacl_sandbox->layer_one_enabled());
 429
 430   const std::vector<int> empty;
 431   // Send the zygote a message to let it know we are ready to help
 432   if (!UnixDomainSocket::SendMsg(kNaClZygoteDescriptor,
 433                                  kNaClHelperStartupAck,
 434                                  sizeof(kNaClHelperStartupAck), empty)) {
 435     LOG(ERROR) << "*** send() to zygote failed";
 436   }
 437
 438   // Now handle requests from the Zygote.
 439   while (true) {
 440     bool request_handled = HandleZygoteRequest(
 441         kNaClZygoteDescriptor, system_info, nacl_sandbox.get());
 442     // Do not turn this into a CHECK() without thinking about robustness
 443     // against malicious IPC requests.
 444     DCHECK(request_handled);
 445   }
 446   NOTREACHED();
 447 }