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/nonsfi/nonsfi_listener.h"
  39 #include "components/nacl/loader/sandbox_linux/nacl_sandbox_linux.h"
  40 #include "content/public/common/child_process_sandbox_support_linux.h"
  41 #include "content/public/common/content_descriptors.h"
  42 #include "content/public/common/zygote_fork_delegate_linux.h"
  43 #include "crypto/nss_util.h"
  44 #include "ipc/ipc_descriptors.h"
  45 #include "ipc/ipc_switches.h"
  46 #include "sandbox/linux/services/libc_urandom_override.h"
  47
  48 namespace {
  49
  50 struct NaClLoaderSystemInfo {
  51   size_t prereserved_sandbox_size;
  52   long number_of_cores;
  53 };
  54
  55 // Replace |file_descriptor| with the reading end of a closed pipe.
  56 void ReplaceFDWithDummy(int file_descriptor) {
  57   // Make sure that file_descriptor is an open descriptor.
  58   PCHECK(-1 != fcntl(file_descriptor, F_GETFD, 0));
  59   int pipefd[2];
  60   PCHECK(0 == pipe(pipefd));
  61   PCHECK(-1 != dup2(pipefd[0], file_descriptor));
  62   PCHECK(0 == IGNORE_EINTR(close(pipefd[0])));
  63   PCHECK(0 == IGNORE_EINTR(close(pipefd[1])));
  64 }
  65
  66 // The child must mimic the behavior of zygote_main_linux.cc on the child
  67 // side of the fork. See zygote_main_linux.cc:HandleForkRequest from
  68 //   if (!child) {
  69 void BecomeNaClLoader(base::ScopedFD browser_fd,
  70                       const NaClLoaderSystemInfo& system_info,
  71                       bool uses_nonsfi_mode,
  72                       nacl::NaClSandbox* nacl_sandbox) {
  73   DCHECK(nacl_sandbox);
  74   VLOG(1) << "NaCl loader: setting up IPC descriptor";
  75   // Close or shutdown IPC channels that we don't need anymore.
  76   PCHECK(0 == IGNORE_EINTR(close(kNaClZygoteDescriptor)));
  77   // In Non-SFI mode, it's important to close any non-expected IPC channels.
  78   if (uses_nonsfi_mode) {
  79     // The low-level kSandboxIPCChannel is used by renderers and NaCl for
  80     // various operations. See the LinuxSandbox::METHOD_* methods. NaCl uses
  81     // LinuxSandbox::METHOD_MAKE_SHARED_MEMORY_SEGMENT in SFI mode, so this
  82     // should only be closed in Non-SFI mode.
  83     // This file descriptor is insidiously used by a number of APIs. Closing it
  84     // could lead to difficult to debug issues. Instead of closing it, replace
  85     // it with a dummy.
  86     const int sandbox_ipc_channel =
  87         base::GlobalDescriptors::kBaseDescriptor + kSandboxIPCChannel;
  88
  89     ReplaceFDWithDummy(sandbox_ipc_channel);
  90
  91     // Install crash signal handlers before disallowing system calls.
  92     nacl::nonsfi::InitializeSignalHandler();
  93   }
  94
  95   // Always ignore SIGPIPE, for consistency with other Chrome processes and
  96   // because some IPC code, such as sync_socket_posix.cc, requires this.
  97   // We do this before seccomp-bpf is initialized.
  98   PCHECK(signal(SIGPIPE, SIG_IGN) != SIG_ERR);
  99
 100   // Finish layer-1 sandbox initialization and initialize the layer-2 sandbox.
 101   CHECK(!nacl_sandbox->HasOpenDirectory());
 102   nacl_sandbox->InitializeLayerTwoSandbox(uses_nonsfi_mode);
 103   nacl_sandbox->SealLayerOneSandbox();
 104   nacl_sandbox->CheckSandboxingStateWithPolicy();
 105
 106   base::GlobalDescriptors::GetInstance()->Set(kPrimaryIPCChannel,
 107                                               browser_fd.release());
 108
 109   base::MessageLoopForIO main_message_loop;
 110   if (uses_nonsfi_mode) {
 111     nacl::nonsfi::NonSfiListener listener;
 112     listener.Listen();
 113   } else {
 114     NaClListener listener;
 115     listener.set_prereserved_sandbox_size(system_info.prereserved_sandbox_size);
 116     listener.set_number_of_cores(system_info.number_of_cores);
 117     listener.Listen();
 118   }
 119   _exit(0);
 120 }
 121
 122 // Start the NaCl loader in a child created by the NaCl loader Zygote.
 123 void ChildNaClLoaderInit(ScopedVector<base::ScopedFD> child_fds,
 124                          const NaClLoaderSystemInfo& system_info,
 125                          bool uses_nonsfi_mode,
 126                          nacl::NaClSandbox* nacl_sandbox,
 127                          const std::string& channel_id) {
 128   DCHECK(child_fds.size() >
 129          std::max(content::ZygoteForkDelegate::kPIDOracleFDIndex,
 130                   content::ZygoteForkDelegate::kBrowserFDIndex));
 131
 132   // Ping the PID oracle socket.
 133   CHECK(content::SendZygoteChildPing(
 134       child_fds[content::ZygoteForkDelegate::kPIDOracleFDIndex]->get()));
 135
 136   CommandLine::ForCurrentProcess()->AppendSwitchASCII(
 137       switches::kProcessChannelID, channel_id);
 138
 139   // Save the browser socket and close the rest.
 140   base::ScopedFD browser_fd(
 141       child_fds[content::ZygoteForkDelegate::kBrowserFDIndex]->Pass());
 142   child_fds.clear();
 143
 144   BecomeNaClLoader(
 145       browser_fd.Pass(), system_info, uses_nonsfi_mode, nacl_sandbox);
 146   _exit(1);
 147 }
 148
 149 // Handle a fork request from the Zygote.
 150 // Some of this code was lifted from
 151 // content/browser/zygote_main_linux.cc:ForkWithRealPid()
 152 bool HandleForkRequest(ScopedVector<base::ScopedFD> child_fds,
 153                        const NaClLoaderSystemInfo& system_info,
 154                        nacl::NaClSandbox* nacl_sandbox,
 155                        PickleIterator* input_iter,
 156                        Pickle* output_pickle) {
 157   bool uses_nonsfi_mode;
 158   if (!input_iter->ReadBool(&uses_nonsfi_mode)) {
 159     LOG(ERROR) << "Could not read uses_nonsfi_mode status";
 160     return false;
 161   }
 162
 163   std::string channel_id;
 164   if (!input_iter->ReadString(&channel_id)) {
 165     LOG(ERROR) << "Could not read channel_id string";
 166     return false;
 167   }
 168
 169   if (content::ZygoteForkDelegate::kNumPassedFDs != child_fds.size()) {
 170     LOG(ERROR) << "nacl_helper: unexpected number of fds, got "
 171         << child_fds.size();
 172     return false;
 173   }
 174
 175   VLOG(1) << "nacl_helper: forking";
 176   pid_t child_pid = fork();
 177   if (child_pid < 0) {
 178     PLOG(ERROR) << "*** fork() failed.";
 179   }
 180
 181   if (child_pid == 0) {
 182     ChildNaClLoaderInit(child_fds.Pass(),
 183                         system_info,
 184                         uses_nonsfi_mode,
 185                         nacl_sandbox,
 186                         channel_id);
 187     NOTREACHED();
 188   }
 189
 190   // I am the parent.
 191   // First, close the dummy_fd so the sandbox won't find me when
 192   // looking for the child's pid in /proc. Also close other fds.
 193   child_fds.clear();
 194   VLOG(1) << "nacl_helper: child_pid is " << child_pid;
 195
 196   // Now send child_pid (eventually -1 if fork failed) to the Chrome Zygote.
 197   output_pickle->WriteInt(child_pid);
 198   return true;
 199 }
 200
 201 bool HandleGetTerminationStatusRequest(PickleIterator* input_iter,
 202                                        Pickle* output_pickle) {
 203   pid_t child_to_wait;
 204   if (!input_iter->ReadInt(&child_to_wait)) {
 205     LOG(ERROR) << "Could not read pid to wait for";
 206     return false;
 207   }
 208
 209   bool known_dead;
 210   if (!input_iter->ReadBool(&known_dead)) {
 211     LOG(ERROR) << "Could not read known_dead status";
 212     return false;
 213   }
 214   // TODO(jln): With NaCl, known_dead seems to never be set to true (unless
 215   // called from the Zygote's kZygoteCommandReap command). This means that we
 216   // will sometimes detect the process as still running when it's not. Fix
 217   // this!
 218
 219   int exit_code;
 220   base::TerminationStatus status;
 221   if (known_dead)
 222     status = base::GetKnownDeadTerminationStatus(child_to_wait, &exit_code);
 223   else
 224     status = base::GetTerminationStatus(child_to_wait, &exit_code);
 225   output_pickle->WriteInt(static_cast<int>(status));
 226   output_pickle->WriteInt(exit_code);
 227   return true;
 228 }
 229
 230 // Honor a command |command_type|. Eventual command parameters are
 231 // available in |input_iter| and eventual file descriptors attached to
 232 // the command are in |attached_fds|.
 233 // Reply to the command on |reply_fds|.
 234 bool HonorRequestAndReply(int reply_fd,
 235                           int command_type,
 236                           ScopedVector<base::ScopedFD> attached_fds,
 237                           const NaClLoaderSystemInfo& system_info,
 238                           nacl::NaClSandbox* nacl_sandbox,
 239                           PickleIterator* input_iter) {
 240   Pickle write_pickle;
 241   bool have_to_reply = false;
 242   // Commands must write anything to send back to |write_pickle|.
 243   switch (command_type) {
 244     case nacl::kNaClForkRequest:
 245       have_to_reply = HandleForkRequest(attached_fds.Pass(),
 246                                         system_info,
 247                                         nacl_sandbox,
 248                                         input_iter,
 249                                         &write_pickle);
 250       break;
 251     case nacl::kNaClGetTerminationStatusRequest:
 252       have_to_reply =
 253           HandleGetTerminationStatusRequest(input_iter, &write_pickle);
 254       break;
 255     default:
 256       LOG(ERROR) << "Unsupported command from Zygote";
 257       return false;
 258   }
 259   if (!have_to_reply)
 260     return false;
 261   const std::vector<int> empty;  // We never send file descriptors back.
 262   if (!UnixDomainSocket::SendMsg(reply_fd, write_pickle.data(),
 263                                  write_pickle.size(), empty)) {
 264     LOG(ERROR) << "*** send() to zygote failed";
 265     return false;
 266   }
 267   return true;
 268 }
 269
 270 // Read a request from the Zygote from |zygote_ipc_fd| and handle it.
 271 // Die on EOF from |zygote_ipc_fd|.
 272 bool HandleZygoteRequest(int zygote_ipc_fd,
 273                          const NaClLoaderSystemInfo& system_info,
 274                          nacl::NaClSandbox* nacl_sandbox) {
 275   ScopedVector<base::ScopedFD> fds;
 276   char buf[kNaClMaxIPCMessageLength];
 277   const ssize_t msglen = UnixDomainSocket::RecvMsg(zygote_ipc_fd,
 278       &buf, sizeof(buf), &fds);
 279   // If the Zygote has started handling requests, we should be sandboxed via
 280   // the setuid sandbox.
 281   if (!nacl_sandbox->layer_one_enabled()) {
 282     LOG(ERROR) << "NaCl helper process running without a sandbox!\n"
 283       << "Most likely you need to configure your SUID sandbox "
 284       << "correctly";
 285   }
 286   if (msglen == 0 || (msglen == -1 && errno == ECONNRESET)) {
 287     // EOF from the browser. Goodbye!
 288     _exit(0);
 289   }
 290   if (msglen < 0) {
 291     PLOG(ERROR) << "nacl_helper: receive from zygote failed";
 292     return false;
 293   }
 294
 295   Pickle read_pickle(buf, msglen);
 296   PickleIterator read_iter(read_pickle);
 297   int command_type;
 298   if (!read_iter.ReadInt(&command_type)) {
 299     LOG(ERROR) << "Unable to read command from Zygote";
 300     return false;
 301   }
 302   return HonorRequestAndReply(zygote_ipc_fd,
 303                               command_type,
 304                               fds.Pass(),
 305                               system_info,
 306                               nacl_sandbox,
 307                               &read_iter);
 308 }
 309
 310 static const char kNaClHelperReservedAtZero[] = "reserved_at_zero";
 311 static const char kNaClHelperRDebug[] = "r_debug";
 312
 313 // Since we were started by nacl_helper_bootstrap rather than in the
 314 // usual way, the debugger cannot figure out where our executable
 315 // or the dynamic linker or the shared libraries are in memory,
 316 // so it won't find any symbols.  But we can fake it out to find us.
 317 //
 318 // The zygote passes --r_debug=0xXXXXXXXXXXXXXXXX.
 319 // nacl_helper_bootstrap replaces the Xs with the address of its _r_debug
 320 // structure.  The debugger will look for that symbol by name to
 321 // discover the addresses of key dynamic linker data structures.
 322 // Since all it knows about is the original main executable, which
 323 // is the bootstrap program, it finds the symbol defined there.  The
 324 // dynamic linker's structure is somewhere else, but it is filled in
 325 // after initialization.  The parts that really matter to the
 326 // debugger never change.  So we just copy the contents of the
 327 // dynamic linker's structure into the address provided by the option.
 328 // Hereafter, if someone attaches a debugger (or examines a core dump),
 329 // the debugger will find all the symbols in the normal way.
 330 static void CheckRDebug(char* argv0) {
 331   std::string r_debug_switch_value =
 332       CommandLine::ForCurrentProcess()->GetSwitchValueASCII(kNaClHelperRDebug);
 333   if (!r_debug_switch_value.empty()) {
 334     char* endp;
 335     uintptr_t r_debug_addr = strtoul(r_debug_switch_value.c_str(), &endp, 0);
 336     if (r_debug_addr != 0 && *endp == '\0') {
 337       r_debug* bootstrap_r_debug = reinterpret_cast<r_debug*>(r_debug_addr);
 338       *bootstrap_r_debug = _r_debug;
 339
 340       // Since the main executable (the bootstrap program) does not
 341       // have a dynamic section, the debugger will not skip the
 342       // first element of the link_map list as it usually would for
 343       // an executable or PIE that was loaded normally.  But the
 344       // dynamic linker has set l_name for the PIE to "" as is
 345       // normal for the main executable.  So the debugger doesn't
 346       // know which file it is.  Fill in the actual file name, which
 347       // came in as our argv[0].
 348       link_map* l = _r_debug.r_map;
 349       if (l->l_name[0] == '\0')
 350         l->l_name = argv0;
 351     }
 352   }
 353 }
 354
 355 // The zygote passes --reserved_at_zero=0xXXXXXXXXXXXXXXXX.
 356 // nacl_helper_bootstrap replaces the Xs with the amount of prereserved
 357 // sandbox memory.
 358 //
 359 // CheckReservedAtZero parses the value of the argument reserved_at_zero
 360 // and returns the amount of prereserved sandbox memory.
 361 static size_t CheckReservedAtZero() {
 362   size_t prereserved_sandbox_size = 0;
 363   std::string reserved_at_zero_switch_value =
 364       CommandLine::ForCurrentProcess()->GetSwitchValueASCII(
 365           kNaClHelperReservedAtZero);
 366   if (!reserved_at_zero_switch_value.empty()) {
 367     char* endp;
 368     prereserved_sandbox_size =
 369         strtoul(reserved_at_zero_switch_value.c_str(), &endp, 0);
 370     if (*endp != '\0')
 371       LOG(ERROR) << "Could not parse reserved_at_zero argument value of "
 372                  << reserved_at_zero_switch_value;
 373   }
 374   return prereserved_sandbox_size;
 375 }
 376
 377 }  // namespace
 378
 379 #if defined(ADDRESS_SANITIZER)
 380 // Do not install the SIGSEGV handler in ASan. This should make the NaCl
 381 // platform qualification test pass.
 382 static const char kAsanDefaultOptionsNaCl[] = "handle_segv=0";
 383
 384 // Override the default ASan options for the NaCl helper.
 385 // __asan_default_options should not be instrumented, because it is called
 386 // before ASan is initialized.
 387 extern "C"
 388 __attribute__((no_sanitize_address))
 389 // The function isn't referenced from the executable itself. Make sure it isn't
 390 // stripped by the linker.
 391 __attribute__((used))
 392 __attribute__((visibility("default")))
 393 const char* __asan_default_options() {
 394   return kAsanDefaultOptionsNaCl;
 395 }
 396 #endif
 397
 398 int main(int argc, char* argv[]) {
 399   CommandLine::Init(argc, argv);
 400   base::AtExitManager exit_manager;
 401   base::RandUint64();  // acquire /dev/urandom fd before sandbox is raised
 402   // Allows NSS to fopen() /dev/urandom.
 403   sandbox::InitLibcUrandomOverrides();
 404 #if defined(USE_NSS)
 405   // Configure NSS for use inside the NaCl process.
 406   // The fork check has not caused problems for NaCl, but this appears to be
 407   // best practice (see other places LoadNSSLibraries is called.)
 408   crypto::DisableNSSForkCheck();
 409   // Without this line on Linux, HMAC::Init will instantiate a singleton that
 410   // in turn attempts to open a file.  Disabling this behavior avoids a ~70 ms
 411   // stall the first time HMAC is used.
 412   crypto::ForceNSSNoDBInit();
 413   // Load shared libraries before sandbox is raised.
 414   // NSS is needed to perform hashing for validation caching.
 415   crypto::LoadNSSLibraries();
 416 #endif
 417   const NaClLoaderSystemInfo system_info = {
 418     CheckReservedAtZero(),
 419     sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN)
 420   };
 421
 422   CheckRDebug(argv[0]);
 423
 424   scoped_ptr<nacl::NaClSandbox> nacl_sandbox(new nacl::NaClSandbox);
 425   // Make sure that the early initialization did not start any spurious
 426   // threads.
 427 #if !defined(THREAD_SANITIZER)
 428   CHECK(nacl_sandbox->IsSingleThreaded());
 429 #endif
 430
 431   const bool is_init_process = 1 == getpid();
 432   nacl_sandbox->InitializeLayerOneSandbox();
 433   CHECK_EQ(is_init_process, nacl_sandbox->layer_one_enabled());
 434
 435   const std::vector<int> empty;
 436   // Send the zygote a message to let it know we are ready to help
 437   if (!UnixDomainSocket::SendMsg(kNaClZygoteDescriptor,
 438                                  kNaClHelperStartupAck,
 439                                  sizeof(kNaClHelperStartupAck), empty)) {
 440     LOG(ERROR) << "*** send() to zygote failed";
 441   }
 442
 443   // Now handle requests from the Zygote.
 444   while (true) {
 445     bool request_handled = HandleZygoteRequest(
 446         kNaClZygoteDescriptor, system_info, nacl_sandbox.get());
 447     // Do not turn this into a CHECK() without thinking about robustness
 448     // against malicious IPC requests.
 449     DCHECK(request_handled);
 450   }
 451   NOTREACHED();
 452 }