Quelle  clone3_set_tid.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

/*
 * Based on Christian Brauner's clone3() example.
 * These tests are assuming to be running in the host's
 * PID namespace.
 */

#define _GNU_SOURCE
#include <errno.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/sched.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <sched.h>

#include "../kselftest.h"
#include "clone3_selftests.h"

#define MAX_PID_NS_LEVEL 32

static int pipe_1[2];
static int pipe_2[2];

static void child_exit(int ret)
{
 fflush(stdout);
 fflush(stderr);
 _exit(ret);
}

static int call_clone3_set_tid(pid_t *set_tid,
          size_t set_tid_size,
          int flags,
          int expected_pid,
          bool wait_for_it)
{
 int status;
 pid_t pid = -1;

 struct __clone_args args = {
  .flags = flags,
  .exit_signal = SIGCHLD,
  .set_tid = ptr_to_u64(set_tid),
  .set_tid_size = set_tid_size,
 };

 pid = sys_clone3(&args, sizeof(args));
 if (pid < 0) {
  ksft_print_msg("%s - Failed to create new process\n",
          strerror(errno));
  return -errno;
 }

 if (pid == 0) {
  int ret;
  char tmp = 0;
  int exit_code = EXIT_SUCCESS;

  ksft_print_msg("I am the child, my PID is %d (expected %d)\n",
          getpid(), set_tid[0]);
  if (wait_for_it) {
   ksft_print_msg("[%d] Child is ready and waiting\n",
           getpid());

   /* Signal the parent that the child is ready */
   close(pipe_1[0]);
   ret = write(pipe_1[1], &tmp, 1);
   if (ret != 1) {
    ksft_print_msg(
     "Writing to pipe returned %d", ret);
    exit_code = EXIT_FAILURE;
   }
   close(pipe_1[1]);
   close(pipe_2[1]);
   ret = read(pipe_2[0], &tmp, 1);
   if (ret != 1) {
    ksft_print_msg(
     "Reading from pipe returned %d", ret);
    exit_code = EXIT_FAILURE;
   }
   close(pipe_2[0]);
  }

  if (set_tid[0] != getpid())
   child_exit(EXIT_FAILURE);
  child_exit(exit_code);
 }

 if (expected_pid == 0 || expected_pid == pid) {
  ksft_print_msg("I am the parent (%d). My child's pid is %d\n",
          getpid(), pid);
 } else {
  ksft_print_msg(
   "Expected child pid %d does not match actual pid %d\n",
   expected_pid, pid);
  return -1;
 }

 if (waitpid(pid, &status, 0) < 0) {
  ksft_print_msg("Child returned %s\n", strerror(errno));
  return -errno;
 }

 if (!WIFEXITED(status))
  return -1;

 return WEXITSTATUS(status);
}

static void test_clone3_set_tid(const char *desc,
    pid_t *set_tid,
    size_t set_tid_size,
    int flags,
    int expected,
    int expected_pid,
    bool wait_for_it)
{
 int ret;

 ksft_print_msg(
  "[%d] Trying clone3() with CLONE_SET_TID to %d and 0x%x\n",
  getpid(), set_tid[0], flags);
 ret = call_clone3_set_tid(set_tid, set_tid_size, flags, expected_pid,
      wait_for_it);
 ksft_print_msg(
  "[%d] clone3() with CLONE_SET_TID %d says: %d - expected %d\n",
  getpid(), set_tid[0], ret, expected);

 ksft_test_result(ret == expected, "%s with %zu TIDs and flags 0x%x\n",
    desc, set_tid_size, flags);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
 FILE *f;
 char buf;
 char *line;
 int status;
 int ret = -1;
 size_t len = 0;
 int pid_max = 0;
 uid_t uid = getuid();
 char proc_path[100] = {0};
 pid_t pid, ns1, ns2, ns3, ns_pid;
 pid_t set_tid[MAX_PID_NS_LEVEL * 2];

 ksft_print_header();
 ksft_set_plan(29);
 test_clone3_supported();

 if (pipe(pipe_1) < 0 || pipe(pipe_2) < 0)
  ksft_exit_fail_msg("pipe() failed\n");

 f = fopen("/proc/sys/kernel/pid_max", "r");
 if (f == NULL)
  ksft_exit_fail_msg(
   "%s - Could not open /proc/sys/kernel/pid_max\n",
   strerror(errno));
 fscanf(f, "%d", &pid_max);
 fclose(f);
 ksft_print_msg("/proc/sys/kernel/pid_max %d\n", pid_max);

 /* Try invalid settings */
 memset(&set_tid, 0, sizeof(set_tid));
 test_clone3_set_tid("invalid size, 0 TID",
       set_tid, MAX_PID_NS_LEVEL + 1, 0, -EINVAL, 0, 0);

 test_clone3_set_tid("invalid size, 0 TID",
       set_tid, MAX_PID_NS_LEVEL * 2, 0, -EINVAL, 0, 0);

 test_clone3_set_tid("invalid size, 0 TID",
       set_tid, MAX_PID_NS_LEVEL * 2 + 1, 0,
       -EINVAL, 0, 0);

 test_clone3_set_tid("invalid size, 0 TID",
       set_tid, MAX_PID_NS_LEVEL * 42, 0, -EINVAL, 0, 0);

 /*
 * This can actually work if this test running in a MAX_PID_NS_LEVEL - 1
 * nested PID namespace.
 */
 test_clone3_set_tid("invalid size, 0 TID",
       set_tid, MAX_PID_NS_LEVEL - 1, 0, -EINVAL, 0, 0);

 memset(&set_tid, 0xff, sizeof(set_tid));
 test_clone3_set_tid("invalid size, TID all 1s",
       set_tid, MAX_PID_NS_LEVEL + 1, 0, -EINVAL, 0, 0);

 test_clone3_set_tid("invalid size, TID all 1s",
       set_tid, MAX_PID_NS_LEVEL * 2, 0, -EINVAL, 0, 0);

 test_clone3_set_tid("invalid size, TID all 1s",
       set_tid, MAX_PID_NS_LEVEL * 2 + 1, 0,
       -EINVAL, 0, 0);

 test_clone3_set_tid("invalid size, TID all 1s",
       set_tid, MAX_PID_NS_LEVEL * 42, 0, -EINVAL, 0, 0);

 /*
 * This can actually work if this test running in a MAX_PID_NS_LEVEL - 1
 * nested PID namespace.
 */
 test_clone3_set_tid("invalid size, TID all 1s",
       set_tid, MAX_PID_NS_LEVEL - 1, 0, -EINVAL, 0, 0);

 memset(&set_tid, 0, sizeof(set_tid));
 /* Try with an invalid PID */
 set_tid[0] = 0;
 test_clone3_set_tid("valid size, 0 TID",
       set_tid, 1, 0, -EINVAL, 0, 0);

 set_tid[0] = -1;
 test_clone3_set_tid("valid size, -1 TID",
       set_tid, 1, 0, -EINVAL, 0, 0);

 /* Claim that the set_tid array actually contains 2 elements. */
 test_clone3_set_tid("2 TIDs, -1 and 0",
       set_tid, 2, 0, -EINVAL, 0, 0);

 /* Try it in a new PID namespace */
 if (uid == 0)
  test_clone3_set_tid("valid size, -1 TID",
        set_tid, 1, CLONE_NEWPID, -EINVAL, 0, 0);
 else
  ksft_test_result_skip("Clone3() with set_tid requires root\n");

 /* Try with a valid PID (1) this should return -EEXIST. */
 set_tid[0] = 1;
 if (uid == 0)
  test_clone3_set_tid("duplicate PID 1",
        set_tid, 1, 0, -EEXIST, 0, 0);
 else
  ksft_test_result_skip("Clone3() with set_tid requires root\n");

 /* Try it in a new PID namespace */
 if (uid == 0)
  test_clone3_set_tid("duplicate PID 1",
        set_tid, 1, CLONE_NEWPID, 0, 0, 0);
 else
  ksft_test_result_skip("Clone3() with set_tid requires root\n");

 /* pid_max should fail everywhere */
 set_tid[0] = pid_max;
 test_clone3_set_tid("set TID to maximum",
       set_tid, 1, 0, -EINVAL, 0, 0);

 if (uid == 0)
  test_clone3_set_tid("set TID to maximum",
        set_tid, 1, CLONE_NEWPID, -EINVAL, 0, 0);
 else
  ksft_test_result_skip("Clone3() with set_tid requires root\n");

 if (uid != 0) {
  /*
 * All remaining tests require root. Tell the framework
 * that all those tests are skipped as non-root.
 */
  ksft_cnt.ksft_xskip += ksft_plan - ksft_test_num();
  goto out;
 }

 /* Find the current active PID */
 pid = fork();
 if (pid == 0) {
  ksft_print_msg("Child has PID %d\n", getpid());
  child_exit(EXIT_SUCCESS);
 }
 if (waitpid(pid, &status, 0) < 0)
  ksft_exit_fail_msg("Waiting for child %d failed", pid);

 /* After the child has finished, its PID should be free. */
 set_tid[0] = pid;
 test_clone3_set_tid("reallocate child TID",
       set_tid, 1, 0, 0, 0, 0);

 /* This should fail as there is no PID 1 in that namespace */
 test_clone3_set_tid("duplicate child TID",
       set_tid, 1, CLONE_NEWPID, -EINVAL, 0, 0);

 /*
 * Creating a process with PID 1 in the newly created most nested
 * PID namespace and PID 'pid' in the parent PID namespace. This
 * needs to work.
 */
 set_tid[0] = 1;
 set_tid[1] = pid;
 test_clone3_set_tid("create PID 1 in new NS",
       set_tid, 2, CLONE_NEWPID, 0, pid, 0);

 ksft_print_msg("unshare PID namespace\n");
 if (unshare(CLONE_NEWPID) == -1)
  ksft_exit_fail_msg("unshare(CLONE_NEWPID) failed: %s\n",
    strerror(errno));

 set_tid[0] = pid;

 /* This should fail as there is no PID 1 in that namespace */
 test_clone3_set_tid("duplicate PID 1",
       set_tid, 1, 0, -EINVAL, 0, 0);

 /* Let's create a PID 1 */
 ns_pid = fork();
 if (ns_pid == 0) {
  /*
 * This and the next test cases check that all pid-s are
 * released on error paths.
 */
  set_tid[0] = 43;
  set_tid[1] = -1;
  test_clone3_set_tid("check leak on invalid TID -1",
        set_tid, 2, 0, -EINVAL, 0, 0);

  set_tid[0] = 43;
  set_tid[1] = pid;
  test_clone3_set_tid("check leak on invalid specific TID",
        set_tid, 2, 0, 0, 43, 0);

  ksft_print_msg("Child in PID namespace has PID %d\n", getpid());
  set_tid[0] = 2;
  test_clone3_set_tid("create PID 2 in child NS",
        set_tid, 1, 0, 0, 2, 0);

  set_tid[0] = 1;
  set_tid[1] = -1;
  set_tid[2] = pid;
  /* This should fail as there is invalid PID at level '1'. */
  test_clone3_set_tid("fail due to invalid TID at level 1",
        set_tid, 3, CLONE_NEWPID, -EINVAL, 0, 0);

  set_tid[0] = 1;
  set_tid[1] = 42;
  set_tid[2] = pid;
  /*
 * This should fail as there are not enough active PID
 * namespaces. Again assuming this is running in the host's
 * PID namespace. Not yet nested.
 */
  test_clone3_set_tid("fail due to too few active PID NSs",
        set_tid, 4, CLONE_NEWPID, -EINVAL, 0, 0);

  /*
 * This should work and from the parent we should see
 * something like 'NSpid: pid 42 1'.
 */
  test_clone3_set_tid("verify that we have 3 PID NSs",
        set_tid, 3, CLONE_NEWPID, 0, 42, true);

  child_exit(ksft_cnt.ksft_fail);
 }

 close(pipe_1[1]);
 close(pipe_2[0]);
 while (read(pipe_1[0], &buf, 1) > 0) {
  ksft_print_msg("[%d] Child is ready and waiting\n", getpid());
  break;
 }

 snprintf(proc_path, sizeof(proc_path), "/proc/%d/status", pid);
 f = fopen(proc_path, "r");
 if (f == NULL)
  ksft_exit_fail_msg(
   "%s - Could not open %s\n",
   strerror(errno), proc_path);

 while (getline(&line, &len, f) != -1) {
  if (strstr(line, "NSpid")) {
   int i;

   /* Verify that all generated PIDs are as expected. */
   i = sscanf(line, "NSpid:\t%d\t%d\t%d",
       &ns3, &ns2, &ns1);
   if (i != 3) {
    ksft_print_msg(
     "Unexpected 'NSPid:' entry: %s",
     line);
    ns1 = ns2 = ns3 = 0;
   }
   break;
  }
 }
 fclose(f);
 free(line);
 close(pipe_2[0]);

 /* Tell the clone3()'d child to finish. */
 write(pipe_2[1], &buf, 1);
 close(pipe_2[1]);

 if (waitpid(ns_pid, &status, 0) < 0) {
  ksft_print_msg("Child returned %s\n", strerror(errno));
  ret = -errno;
  goto out;
 }

 if (!WIFEXITED(status))
  ksft_test_result_fail("Child error\n");

 ksft_cnt.ksft_pass += 6 - (ksft_cnt.ksft_fail - WEXITSTATUS(status));
 ksft_cnt.ksft_fail = WEXITSTATUS(status);

 ksft_print_msg("Expecting PIDs %d, 42, 1\n", pid);
 ksft_print_msg("Have PIDs in namespaces: %d, %d, %d\n", ns3, ns2, ns1);
 ksft_test_result(ns3 == pid && ns2 == 42 && ns1 == 1,
    "PIDs in all namespaces as expected\n");
out:
 ret = 0;

 if (ret)
  ksft_exit_fail();
 ksft_exit_pass();
}