Quelle  test_freezer.c   Sprache: C

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
#include <stdbool.h>
#include <linux/limits.h>
#include <sys/ptrace.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>

#include "../kselftest.h"
#include "cgroup_util.h"

#define DEBUG
#ifdef DEBUG
#define debug(args...) fprintf(stderr, args)
#else
#define debug(args...)
#endif

/*
 * Check if the cgroup is frozen by looking at the cgroup.events::frozen value.
 */
static int cg_check_frozen(const char *cgroup, bool frozen)
{
 if (frozen) {
  if (cg_read_strstr(cgroup, "cgroup.events", "frozen 1") != 0) {
   debug("Cgroup %s isn't frozen\n", cgroup);
   return -1;
  }
 } else {
  /*
   * Check the cgroup.events::frozen value.
 */
  if (cg_read_strstr(cgroup, "cgroup.events", "frozen 0") != 0) {
   debug("Cgroup %s is frozen\n", cgroup);
   return -1;
  }
 }

 return 0;
}

/*
 * Freeze the given cgroup.
 */
static int cg_freeze_nowait(const char *cgroup, bool freeze)
{
 return cg_write(cgroup, "cgroup.freeze", freeze ? "1" : "0");
}

/*
 * Attach a task to the given cgroup and wait for a cgroup frozen event.
 * All transient events (e.g. populated) are ignored.
 */
static int cg_enter_and_wait_for_frozen(const char *cgroup, int pid,
     bool frozen)
{
 int fd, ret = -1;
 int attempts;

 fd = cg_prepare_for_wait(cgroup);
 if (fd < 0)
  return fd;

 ret = cg_enter(cgroup, pid);
 if (ret)
  goto out;

 for (attempts = 0; attempts < 10; attempts++) {
  ret = cg_wait_for(fd);
  if (ret)
   break;

  ret = cg_check_frozen(cgroup, frozen);
  if (ret)
   continue;
 }

out:
 close(fd);
 return ret;
}

/*
 * Freeze the given cgroup and wait for the inotify signal.
 * If there are no events in 10 seconds, treat this as an error.
 * Then check that the cgroup is in the desired state.
 */
static int cg_freeze_wait(const char *cgroup, bool freeze)
{
 int fd, ret = -1;

 fd = cg_prepare_for_wait(cgroup);
 if (fd < 0)
  return fd;

 ret = cg_freeze_nowait(cgroup, freeze);
 if (ret) {
  debug("Error: cg_freeze_nowait() failed\n");
  goto out;
 }

 ret = cg_wait_for(fd);
 if (ret)
  goto out;

 ret = cg_check_frozen(cgroup, freeze);
out:
 close(fd);
 return ret;
}

/*
 * A simple process running in a sleep loop until being
 * re-parented.
 */
static int child_fn(const char *cgroup, void *arg)
{
 int ppid = getppid();

 while (getppid() == ppid)
  usleep(1000);

 return getppid() == ppid;
}

/*
 * A simple test for the cgroup freezer: populated the cgroup with 100
 * running processes and freeze it. Then unfreeze it. Then it kills all
 * processes and destroys the cgroup.
 */
static int test_cgfreezer_simple(const char *root)
{
 int ret = KSFT_FAIL;
 char *cgroup = NULL;
 int i;

 cgroup = cg_name(root, "cg_test_simple");
 if (!cgroup)
  goto cleanup;

 if (cg_create(cgroup))
  goto cleanup;

 for (i = 0; i < 100; i++)
  cg_run_nowait(cgroup, child_fn, NULL);

 if (cg_wait_for_proc_count(cgroup, 100))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup, false))
  goto cleanup;

 if (cg_freeze_wait(cgroup, true))
  goto cleanup;

 if (cg_freeze_wait(cgroup, false))
  goto cleanup;

 ret = KSFT_PASS;

cleanup:
 if (cgroup)
  cg_destroy(cgroup);
 free(cgroup);
 return ret;
}

/*
 * The test creates the following hierarchy:
 *       A
 *    / / \ \
 *   B  E  I K
 *  /\  |
 * C  D F
 *      |
 *      G
 *      |
 *      H
 *
 * with a process in C, H and 3 processes in K.
 * Then it tries to freeze and unfreeze the whole tree.
 */
static int test_cgfreezer_tree(const char *root)
{
 char *cgroup[10] = {0};
 int ret = KSFT_FAIL;
 int i;

 cgroup[0] = cg_name(root, "cg_test_tree_A");
 if (!cgroup[0])
  goto cleanup;

 cgroup[1] = cg_name(cgroup[0], "B");
 if (!cgroup[1])
  goto cleanup;

 cgroup[2] = cg_name(cgroup[1], "C");
 if (!cgroup[2])
  goto cleanup;

 cgroup[3] = cg_name(cgroup[1], "D");
 if (!cgroup[3])
  goto cleanup;

 cgroup[4] = cg_name(cgroup[0], "E");
 if (!cgroup[4])
  goto cleanup;

 cgroup[5] = cg_name(cgroup[4], "F");
 if (!cgroup[5])
  goto cleanup;

 cgroup[6] = cg_name(cgroup[5], "G");
 if (!cgroup[6])
  goto cleanup;

 cgroup[7] = cg_name(cgroup[6], "H");
 if (!cgroup[7])
  goto cleanup;

 cgroup[8] = cg_name(cgroup[0], "I");
 if (!cgroup[8])
  goto cleanup;

 cgroup[9] = cg_name(cgroup[0], "K");
 if (!cgroup[9])
  goto cleanup;

 for (i = 0; i < 10; i++)
  if (cg_create(cgroup[i]))
   goto cleanup;

 cg_run_nowait(cgroup[2], child_fn, NULL);
 cg_run_nowait(cgroup[7], child_fn, NULL);
 cg_run_nowait(cgroup[9], child_fn, NULL);
 cg_run_nowait(cgroup[9], child_fn, NULL);
 cg_run_nowait(cgroup[9], child_fn, NULL);

 /*
  * Wait until all child processes will enter
  * corresponding cgroups.
 */

 if (cg_wait_for_proc_count(cgroup[2], 1) ||
     cg_wait_for_proc_count(cgroup[7], 1) ||
     cg_wait_for_proc_count(cgroup[9], 3))
  goto cleanup;

 /*
  * Freeze B.
 */
 if (cg_freeze_wait(cgroup[1], true))
  goto cleanup;

 /*
  * Freeze F.
 */
 if (cg_freeze_wait(cgroup[5], true))
  goto cleanup;

 /*
  * Freeze G.
 */
 if (cg_freeze_wait(cgroup[6], true))
  goto cleanup;

 /*
  * Check that A and E are not frozen.
 */
 if (cg_check_frozen(cgroup[0], false))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup[4], false))
  goto cleanup;

 /*
  * Freeze A. Check that A, B and E are frozen.
 */
 if (cg_freeze_wait(cgroup[0], true))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup[1], true))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup[4], true))
  goto cleanup;

 /*
  * Unfreeze B, F and G
 */
 if (cg_freeze_nowait(cgroup[1], false))
  goto cleanup;

 if (cg_freeze_nowait(cgroup[5], false))
  goto cleanup;

 if (cg_freeze_nowait(cgroup[6], false))
  goto cleanup;

 /*
  * Check that C and H are still frozen.
 */
 if (cg_check_frozen(cgroup[2], true))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup[7], true))
  goto cleanup;

 /*
  * Unfreeze A. Check that A, C and K are not frozen.
 */
 if (cg_freeze_wait(cgroup[0], false))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup[2], false))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup[9], false))
  goto cleanup;

 ret = KSFT_PASS;

cleanup:
 for (i = 9; i >= 0 && cgroup[i]; i--) {
  cg_destroy(cgroup[i]);
  free(cgroup[i]);
 }

 return ret;
}

/*
 * A fork bomb emulator.
 */
static int forkbomb_fn(const char *cgroup, void *arg)
{
 int ppid;

 fork();
 fork();

 ppid = getppid();

 while (getppid() == ppid)
  usleep(1000);

 return getppid() == ppid;
}

/*
 * The test runs a fork bomb in a cgroup and tries to freeze it.
 * Then it kills all processes and checks that cgroup isn't populated
 * anymore.
 */
static int test_cgfreezer_forkbomb(const char *root)
{
 int ret = KSFT_FAIL;
 char *cgroup = NULL;

 cgroup = cg_name(root, "cg_forkbomb_test");
 if (!cgroup)
  goto cleanup;

 if (cg_create(cgroup))
  goto cleanup;

 cg_run_nowait(cgroup, forkbomb_fn, NULL);

 usleep(100000);

 if (cg_freeze_wait(cgroup, true))
  goto cleanup;

 if (cg_killall(cgroup))
  goto cleanup;

 if (cg_wait_for_proc_count(cgroup, 0))
  goto cleanup;

 ret = KSFT_PASS;

cleanup:
 if (cgroup)
  cg_destroy(cgroup);
 free(cgroup);
 return ret;
}

/*
 * The test creates a cgroups and freezes it. Then it creates a child cgroup
 * and populates it with a task. After that it checks that the child cgroup
 * is frozen and the parent cgroup remains frozen too.
 */
static int test_cgfreezer_mkdir(const char *root)
{
 int ret = KSFT_FAIL;
 char *parent, *child = NULL;
 int pid;

 parent = cg_name(root, "cg_test_mkdir_A");
 if (!parent)
  goto cleanup;

 child = cg_name(parent, "cg_test_mkdir_B");
 if (!child)
  goto cleanup;

 if (cg_create(parent))
  goto cleanup;

 if (cg_freeze_wait(parent, true))
  goto cleanup;

 if (cg_create(child))
  goto cleanup;

 pid = cg_run_nowait(child, child_fn, NULL);
 if (pid < 0)
  goto cleanup;

 if (cg_wait_for_proc_count(child, 1))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(child, true))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(parent, true))
  goto cleanup;

 ret = KSFT_PASS;

cleanup:
 if (child)
  cg_destroy(child);
 free(child);
 if (parent)
  cg_destroy(parent);
 free(parent);
 return ret;
}

/*
 * The test creates two nested cgroups, freezes the parent
 * and removes the child. Then it checks that the parent cgroup
 * remains frozen and it's possible to create a new child
 * without unfreezing. The new child is frozen too.
 */
static int test_cgfreezer_rmdir(const char *root)
{
 int ret = KSFT_FAIL;
 char *parent, *child = NULL;

 parent = cg_name(root, "cg_test_rmdir_A");
 if (!parent)
  goto cleanup;

 child = cg_name(parent, "cg_test_rmdir_B");
 if (!child)
  goto cleanup;

 if (cg_create(parent))
  goto cleanup;

 if (cg_create(child))
  goto cleanup;

 if (cg_freeze_wait(parent, true))
  goto cleanup;

 if (cg_destroy(child))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(parent, true))
  goto cleanup;

 if (cg_create(child))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(child, true))
  goto cleanup;

 ret = KSFT_PASS;

cleanup:
 if (child)
  cg_destroy(child);
 free(child);
 if (parent)
  cg_destroy(parent);
 free(parent);
 return ret;
}

/*
 * The test creates two cgroups: A and B, runs a process in A
 * and performs several migrations:
 * 1) A (running) -> B (frozen)
 * 2) B (frozen) -> A (running)
 * 3) A (frozen) -> B (frozen)
 *
 * On each step it checks the actual state of both cgroups.
 */
static int test_cgfreezer_migrate(const char *root)
{
 int ret = KSFT_FAIL;
 char *cgroup[2] = {0};
 int pid;

 cgroup[0] = cg_name(root, "cg_test_migrate_A");
 if (!cgroup[0])
  goto cleanup;

 cgroup[1] = cg_name(root, "cg_test_migrate_B");
 if (!cgroup[1])
  goto cleanup;

 if (cg_create(cgroup[0]))
  goto cleanup;

 if (cg_create(cgroup[1]))
  goto cleanup;

 pid = cg_run_nowait(cgroup[0], child_fn, NULL);
 if (pid < 0)
  goto cleanup;

 if (cg_wait_for_proc_count(cgroup[0], 1))
  goto cleanup;

 /*
  * Migrate from A (running) to B (frozen)
 */
 if (cg_freeze_wait(cgroup[1], true))
  goto cleanup;

 if (cg_enter_and_wait_for_frozen(cgroup[1], pid, true))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup[0], false))
  goto cleanup;

 /*
  * Migrate from B (frozen) to A (running)
 */
 if (cg_enter_and_wait_for_frozen(cgroup[0], pid, false))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup[1], true))
  goto cleanup;

 /*
  * Migrate from A (frozen) to B (frozen)
 */
 if (cg_freeze_wait(cgroup[0], true))
  goto cleanup;

 if (cg_enter_and_wait_for_frozen(cgroup[1], pid, true))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup[0], true))
  goto cleanup;

 ret = KSFT_PASS;

cleanup:
 if (cgroup[0])
  cg_destroy(cgroup[0]);
 free(cgroup[0]);
 if (cgroup[1])
  cg_destroy(cgroup[1]);
 free(cgroup[1]);
 return ret;
}

/*
 * The test checks that ptrace works with a tracing process in a frozen cgroup.
 */
static int test_cgfreezer_ptrace(const char *root)
{
 int ret = KSFT_FAIL;
 char *cgroup = NULL;
 siginfo_t siginfo;
 int pid;

 cgroup = cg_name(root, "cg_test_ptrace");
 if (!cgroup)
  goto cleanup;

 if (cg_create(cgroup))
  goto cleanup;

 pid = cg_run_nowait(cgroup, child_fn, NULL);
 if (pid < 0)
  goto cleanup;

 if (cg_wait_for_proc_count(cgroup, 1))
  goto cleanup;

 if (cg_freeze_wait(cgroup, true))
  goto cleanup;

 if (ptrace(PTRACE_SEIZE, pid, NULL, NULL))
  goto cleanup;

 if (ptrace(PTRACE_INTERRUPT, pid, NULL, NULL))
  goto cleanup;

 waitpid(pid, NULL, 0);

 /*
  * Cgroup has to remain frozen, however the test task
  * is in traced state.
 */
 if (cg_check_frozen(cgroup, true))
  goto cleanup;

 if (ptrace(PTRACE_GETSIGINFO, pid, NULL, &siginfo))
  goto cleanup;

 if (ptrace(PTRACE_DETACH, pid, NULL, NULL))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup, true))
  goto cleanup;

 ret = KSFT_PASS;

cleanup:
 if (cgroup)
  cg_destroy(cgroup);
 free(cgroup);
 return ret;
}

/*
 * Check if the process is stopped.
 */
static int proc_check_stopped(int pid)
{
 char buf[PAGE_SIZE];
 int len;

 len = proc_read_text(pid, 0, "stat", buf, sizeof(buf));
 if (len == -1) {
  debug("Can't get %d stat\n", pid);
  return -1;
 }

 if (strstr(buf, "(test_freezer) T ") == NULL) {
  debug("Process %d in the unexpected state: %s\n", pid, buf);
  return -1;
 }

 return 0;
}

/*
 * Test that it's possible to freeze a cgroup with a stopped process.
 */
static int test_cgfreezer_stopped(const char *root)
{
 int pid, ret = KSFT_FAIL;
 char *cgroup = NULL;

 cgroup = cg_name(root, "cg_test_stopped");
 if (!cgroup)
  goto cleanup;

 if (cg_create(cgroup))
  goto cleanup;

 pid = cg_run_nowait(cgroup, child_fn, NULL);

 if (cg_wait_for_proc_count(cgroup, 1))
  goto cleanup;

 if (kill(pid, SIGSTOP))
  goto cleanup;

 if (cg_check_frozen(cgroup, false))
  goto cleanup;

 if (cg_freeze_wait(cgroup, true))
  goto cleanup;

 if (cg_freeze_wait(cgroup, false))
  goto cleanup;

 if (proc_check_stopped(pid))
  goto cleanup;

 ret = KSFT_PASS;

cleanup:
 if (cgroup)
  cg_destroy(cgroup);
 free(cgroup);
 return ret;
}

/*
 * Test that it's possible to freeze a cgroup with a ptraced process.
 */
static int test_cgfreezer_ptraced(const char *root)
{
 int pid, ret = KSFT_FAIL;
 char *cgroup = NULL;
 siginfo_t siginfo;

 cgroup = cg_name(root, "cg_test_ptraced");
 if (!cgroup)
  goto cleanup;

 if (cg_create(cgroup))
  goto cleanup;

 pid = cg_run_nowait(cgroup, child_fn, NULL);

 if (cg_wait_for_proc_count(cgroup, 1))
  goto cleanup;

 if (ptrace(PTRACE_SEIZE, pid, NULL, NULL))
  goto cleanup;

 if (ptrace(PTRACE_INTERRUPT, pid, NULL, NULL))
  goto cleanup;

 waitpid(pid, NULL, 0);

 if (cg_check_frozen(cgroup, false))
  goto cleanup;

 if (cg_freeze_wait(cgroup, true))
  goto cleanup;

 /*
  * cg_check_frozen(cgroup, true) will fail here,
  * because the task is in the TRACEd state.
 */
 if (cg_freeze_wait(cgroup, false))
  goto cleanup;

 if (ptrace(PTRACE_GETSIGINFO, pid, NULL, &siginfo))
  goto cleanup;

 if (ptrace(PTRACE_DETACH, pid, NULL, NULL))
  goto cleanup;

 ret = KSFT_PASS;

cleanup:
 if (cgroup)
  cg_destroy(cgroup);
 free(cgroup);
 return ret;
}

static int vfork_fn(const char *cgroup, void *arg)
{
 int pid = vfork();

 if (pid == 0)
  while (true)
   sleep(1);

 return pid;
}

/*
 * Test that it's possible to freeze a cgroup with a process,
 * which called vfork() and is waiting for a child.
 */
static int test_cgfreezer_vfork(const char *root)
{
 int ret = KSFT_FAIL;
 char *cgroup = NULL;

 cgroup = cg_name(root, "cg_test_vfork");
 if (!cgroup)
  goto cleanup;

 if (cg_create(cgroup))
  goto cleanup;

 cg_run_nowait(cgroup, vfork_fn, NULL);

 if (cg_wait_for_proc_count(cgroup, 2))
  goto cleanup;

 if (cg_freeze_wait(cgroup, true))
  goto cleanup;

 ret = KSFT_PASS;

cleanup:
 if (cgroup)
  cg_destroy(cgroup);
 free(cgroup);
 return ret;
}

#define T(x) { x, #x }
struct cgfreezer_test {
 int (*fn)(const char *root);
 const char *name;
} tests[] = {
 T(test_cgfreezer_simple),
 T(test_cgfreezer_tree),
 T(test_cgfreezer_forkbomb),
 T(test_cgfreezer_mkdir),
 T(test_cgfreezer_rmdir),
 T(test_cgfreezer_migrate),
 T(test_cgfreezer_ptrace),
 T(test_cgfreezer_stopped),
 T(test_cgfreezer_ptraced),
 T(test_cgfreezer_vfork),
};
#undef T

int main(int argc, char *argv[])
{
 char root[PATH_MAX];
 int i, ret = EXIT_SUCCESS;

 if (cg_find_unified_root(root, sizeof(root), NULL))
  ksft_exit_skip("cgroup v2 isn't mounted\n");
 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(tests); i++) {
  switch (tests[i].fn(root)) {
  case KSFT_PASS:
   ksft_test_result_pass("%s\n", tests[i].name);
   break;
  case KSFT_SKIP:
   ksft_test_result_skip("%s\n", tests[i].name);
   break;
  default:
   ret = EXIT_FAILURE;
   ksft_test_result_fail("%s\n", tests[i].name);
   break;
  }
 }

 return ret;
}