Quelle  fd-003-kthread.c   Sprache: C

/*
 * Copyright © 2018 Alexey Dobriyan <adobriyan@gmail.com>
 *
 * Permission to use, copy, modify, and distribute this software for any
 * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
 * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
 * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
 * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
 * ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
 * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
 * ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
 * OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
 */
// Test that /proc/$KERNEL_THREAD/fd/ is empty.

#undef NDEBUG
#include <sys/syscall.h>
#include <assert.h>
#include <dirent.h>
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

#include "proc.h"

#define PF_KHTREAD 0x00200000

/*
 * Test for kernel threadness atomically with openat().
 *
 * Return /proc/$PID/fd descriptor if process is kernel thread.
 * Return -1 if a process is userspace process.
 */
static int kernel_thread_fd(unsigned int pid)
{
 unsigned int flags = 0;
 char buf[4096];
 int dir_fd, fd;
 ssize_t rv;

 snprintf(buf, sizeof(buf), "/proc/%u", pid);
 dir_fd = open(buf, O_RDONLY|O_DIRECTORY);
 if (dir_fd == -1)
  return -1;

 /*
  * Believe it or not, struct task_struct::flags is directly exposed
  * to userspace!
 */
 fd = openat(dir_fd, "stat", O_RDONLY);
 if (fd == -1) {
  close(dir_fd);
  return -1;
 }
 rv = read(fd, buf, sizeof(buf));
 close(fd);
 if (0 < rv && rv <= sizeof(buf)) {
  unsigned long long flags_ull;
  char *p, *end;
  int i;

  assert(buf[rv - 1] == '\n');
  buf[rv - 1] = '\0';

  /* Search backwards: ->comm can contain whitespace and ')'. */
  for (i = 0; i < 43; i++) {
   p = strrchr(buf, ' ');
   assert(p);
   *p = '\0';
  }

  p = strrchr(buf, ' ');
  assert(p);

  flags_ull = xstrtoull(p + 1, &end);
  assert(*end == '\0');
  assert(flags_ull == (unsigned int)flags_ull);

  flags = flags_ull;
 }

 fd = -1;
 if (flags & PF_KHTREAD) {
  fd = openat(dir_fd, "fd", O_RDONLY|O_DIRECTORY);
 }
 close(dir_fd);
 return fd;
}

static void test_readdir(int fd)
{
 DIR *d;
 struct dirent *de;

 d = fdopendir(fd);
 assert(d);

 de = xreaddir(d);
 assert(streq(de->d_name, "."));
 assert(de->d_type == DT_DIR);

 de = xreaddir(d);
 assert(streq(de->d_name, ".."));
 assert(de->d_type == DT_DIR);

 de = xreaddir(d);
 assert(!de);
}

static inline int sys_statx(int dirfd, const char *pathname, int flags,
       unsigned int mask, void *stx)
{
 return syscall(SYS_statx, dirfd, pathname, flags, mask, stx);
}

static void test_lookup_fail(int fd, const char *pathname)
{
 char stx[256] __attribute__((aligned(8)));
 int rv;

 rv = sys_statx(fd, pathname, AT_SYMLINK_NOFOLLOW, 0, (void *)stx);
 assert(rv == -1 && errno == ENOENT);
}

static void test_lookup(int fd)
{
 char buf[64];
 unsigned int u;
 int i;

 for (i = INT_MIN; i < INT_MIN + 1024; i++) {
  snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", i);
  test_lookup_fail(fd, buf);
 }
 for (i = -1024; i < 1024; i++) {
  snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", i);
  test_lookup_fail(fd, buf);
 }
 for (u = INT_MAX - 1024; u < (unsigned int)INT_MAX + 1024; u++) {
  snprintf(buf, sizeof(buf), "%u", u);
  test_lookup_fail(fd, buf);
 }
 for (u = UINT_MAX - 1024; u != 0; u++) {
  snprintf(buf, sizeof(buf), "%u", u);
  test_lookup_fail(fd, buf);
 }
}

int main(void)
{
 unsigned int pid;
 int fd;

 /*
  * In theory this will loop indefinitely if kernel threads are exiled
  * from /proc.
  *
  * Start with kthreadd.
 */
 pid = 2;
 while ((fd = kernel_thread_fd(pid)) == -1 && pid < 1024) {
  pid++;
 }
 /* EACCES if run as non-root. */
 if (pid >= 1024)
  return 1;

 test_readdir(fd);
 test_lookup(fd);

 return 0;
}