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