Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 : : /*
3 : : * Generic pidhash and scalable, time-bounded PID allocator
4 : : *
5 : : * (C) 2002-2003 Nadia Yvette Chambers, IBM
6 : : * (C) 2004 Nadia Yvette Chambers, Oracle
7 : : * (C) 2002-2004 Ingo Molnar, Red Hat
8 : : *
9 : : * pid-structures are backing objects for tasks sharing a given ID to chain
10 : : * against. There is very little to them aside from hashing them and
11 : : * parking tasks using given ID's on a list.
12 : : *
13 : : * The hash is always changed with the tasklist_lock write-acquired,
14 : : * and the hash is only accessed with the tasklist_lock at least
15 : : * read-acquired, so there's no additional SMP locking needed here.
16 : : *
17 : : * We have a list of bitmap pages, which bitmaps represent the PID space.
18 : : * Allocating and freeing PIDs is completely lockless. The worst-case
19 : : * allocation scenario when all but one out of 1 million PIDs possible are
20 : : * allocated already: the scanning of 32 list entries and at most PAGE_SIZE
21 : : * bytes. The typical fastpath is a single successful setbit. Freeing is O(1).
22 : : *
23 : : * Pid namespaces:
24 : : * (C) 2007 Pavel Emelyanov <xemul@openvz.org>, OpenVZ, SWsoft Inc.
25 : : * (C) 2007 Sukadev Bhattiprolu <sukadev@us.ibm.com>, IBM
26 : : * Many thanks to Oleg Nesterov for comments and help
27 : : *
28 : : */
29 : :
30 : : #include <linux/mm.h>
31 : : #include <linux/export.h>
32 : : #include <linux/slab.h>
33 : : #include <linux/init.h>
34 : : #include <linux/rculist.h>
35 : : #include <linux/memblock.h>
36 : : #include <linux/pid_namespace.h>
37 : : #include <linux/init_task.h>
38 : : #include <linux/syscalls.h>
39 : : #include <linux/proc_ns.h>
40 : : #include <linux/refcount.h>
41 : : #include <linux/anon_inodes.h>
42 : : #include <linux/sched/signal.h>
43 : : #include <linux/sched/task.h>
44 : : #include <linux/idr.h>
45 : :
46 : : struct pid init_struct_pid = {
47 : : .count = REFCOUNT_INIT(1),
48 : : .tasks = {
49 : : { .first = NULL },
50 : : { .first = NULL },
51 : : { .first = NULL },
52 : : },
53 : : .level = 0,
54 : : .numbers = { {
55 : : .nr = 0,
56 : : .ns = &init_pid_ns,
57 : : }, }
58 : : };
59 : :
60 : : int pid_max = PID_MAX_DEFAULT;
61 : :
62 : : #define RESERVED_PIDS 300
63 : :
64 : : int pid_max_min = RESERVED_PIDS + 1;
65 : : int pid_max_max = PID_MAX_LIMIT;
66 : :
67 : : /*
68 : : * PID-map pages start out as NULL, they get allocated upon
69 : : * first use and are never deallocated. This way a low pid_max
70 : : * value does not cause lots of bitmaps to be allocated, but
71 : : * the scheme scales to up to 4 million PIDs, runtime.
72 : : */
73 : : struct pid_namespace init_pid_ns = {
74 : : .kref = KREF_INIT(2),
75 : : .idr = IDR_INIT(init_pid_ns.idr),
76 : : .pid_allocated = PIDNS_ADDING,
77 : : .level = 0,
78 : : .child_reaper = &init_task,
79 : : .user_ns = &init_user_ns,
80 : : .ns.inum = PROC_PID_INIT_INO,
81 : : #ifdef CONFIG_PID_NS
82 : : .ns.ops = &pidns_operations,
83 : : #endif
84 : : };
85 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(init_pid_ns);
86 : :
87 : : /*
88 : : * Note: disable interrupts while the pidmap_lock is held as an
89 : : * interrupt might come in and do read_lock(&tasklist_lock).
90 : : *
91 : : * If we don't disable interrupts there is a nasty deadlock between
92 : : * detach_pid()->free_pid() and another cpu that does
93 : : * spin_lock(&pidmap_lock) followed by an interrupt routine that does
94 : : * read_lock(&tasklist_lock);
95 : : *
96 : : * After we clean up the tasklist_lock and know there are no
97 : : * irq handlers that take it we can leave the interrupts enabled.
98 : : * For now it is easier to be safe than to prove it can't happen.
99 : : */
100 : :
101 : : static __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(pidmap_lock);
102 : :
103 : 3 : void put_pid(struct pid *pid)
104 : : {
105 : : struct pid_namespace *ns;
106 : :
107 : 3 : if (!pid)
108 : 3 : return;
109 : :
110 : 3 : ns = pid->numbers[pid->level].ns;
111 : 3 : if (refcount_dec_and_test(&pid->count)) {
112 : 3 : kmem_cache_free(ns->pid_cachep, pid);
113 : 3 : put_pid_ns(ns);
114 : : }
115 : : }
116 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(put_pid);
117 : :
118 : 3 : static void delayed_put_pid(struct rcu_head *rhp)
119 : : {
120 : 3 : struct pid *pid = container_of(rhp, struct pid, rcu);
121 : 3 : put_pid(pid);
122 : 3 : }
123 : :
124 : 3 : void free_pid(struct pid *pid)
125 : : {
126 : : /* We can be called with write_lock_irq(&tasklist_lock) held */
127 : : int i;
128 : : unsigned long flags;
129 : :
130 : 3 : spin_lock_irqsave(&pidmap_lock, flags);
131 : 3 : for (i = 0; i <= pid->level; i++) {
132 : : struct upid *upid = pid->numbers + i;
133 : 3 : struct pid_namespace *ns = upid->ns;
134 : 3 : switch (--ns->pid_allocated) {
135 : : case 2:
136 : : case 1:
137 : : /* When all that is left in the pid namespace
138 : : * is the reaper wake up the reaper. The reaper
139 : : * may be sleeping in zap_pid_ns_processes().
140 : : */
141 : 0 : wake_up_process(ns->child_reaper);
142 : 0 : break;
143 : : case PIDNS_ADDING:
144 : : /* Handle a fork failure of the first process */
145 : 0 : WARN_ON(ns->child_reaper);
146 : 0 : ns->pid_allocated = 0;
147 : : /* fall through */
148 : : case 0:
149 : 0 : schedule_work(&ns->proc_work);
150 : : break;
151 : : }
152 : :
153 : 3 : idr_remove(&ns->idr, upid->nr);
154 : : }
155 : : spin_unlock_irqrestore(&pidmap_lock, flags);
156 : :
157 : 3 : call_rcu(&pid->rcu, delayed_put_pid);
158 : 3 : }
159 : :
160 : 3 : struct pid *alloc_pid(struct pid_namespace *ns)
161 : : {
162 : : struct pid *pid;
163 : : enum pid_type type;
164 : : int i, nr;
165 : : struct pid_namespace *tmp;
166 : : struct upid *upid;
167 : : int retval = -ENOMEM;
168 : :
169 : 3 : pid = kmem_cache_alloc(ns->pid_cachep, GFP_KERNEL);
170 : 3 : if (!pid)
171 : : return ERR_PTR(retval);
172 : :
173 : : tmp = ns;
174 : 3 : pid->level = ns->level;
175 : :
176 : 3 : for (i = ns->level; i >= 0; i--) {
177 : : int pid_min = 1;
178 : :
179 : 3 : idr_preload(GFP_KERNEL);
180 : : spin_lock_irq(&pidmap_lock);
181 : :
182 : : /*
183 : : * init really needs pid 1, but after reaching the maximum
184 : : * wrap back to RESERVED_PIDS
185 : : */
186 : 3 : if (idr_get_cursor(&tmp->idr) > RESERVED_PIDS)
187 : : pid_min = RESERVED_PIDS;
188 : :
189 : : /*
190 : : * Store a null pointer so find_pid_ns does not find
191 : : * a partially initialized PID (see below).
192 : : */
193 : 3 : nr = idr_alloc_cyclic(&tmp->idr, NULL, pid_min,
194 : : pid_max, GFP_ATOMIC);
195 : : spin_unlock_irq(&pidmap_lock);
196 : : idr_preload_end();
197 : :
198 : 3 : if (nr < 0) {
199 : 0 : retval = (nr == -ENOSPC) ? -EAGAIN : nr;
200 : 0 : goto out_free;
201 : : }
202 : :
203 : 3 : pid->numbers[i].nr = nr;
204 : 3 : pid->numbers[i].ns = tmp;
205 : 3 : tmp = tmp->parent;
206 : : }
207 : :
208 : 3 : if (unlikely(is_child_reaper(pid))) {
209 : 3 : if (pid_ns_prepare_proc(ns))
210 : : goto out_free;
211 : : }
212 : :
213 : : get_pid_ns(ns);
214 : : refcount_set(&pid->count, 1);
215 : 3 : for (type = 0; type < PIDTYPE_MAX; ++type)
216 : 3 : INIT_HLIST_HEAD(&pid->tasks[type]);
217 : :
218 : 3 : init_waitqueue_head(&pid->wait_pidfd);
219 : :
220 : 3 : upid = pid->numbers + ns->level;
221 : : spin_lock_irq(&pidmap_lock);
222 : 3 : if (!(ns->pid_allocated & PIDNS_ADDING))
223 : : goto out_unlock;
224 : 3 : for ( ; upid >= pid->numbers; --upid) {
225 : : /* Make the PID visible to find_pid_ns. */
226 : 3 : idr_replace(&upid->ns->idr, pid, upid->nr);
227 : 3 : upid->ns->pid_allocated++;
228 : : }
229 : : spin_unlock_irq(&pidmap_lock);
230 : :
231 : 3 : return pid;
232 : :
233 : : out_unlock:
234 : : spin_unlock_irq(&pidmap_lock);
235 : 0 : put_pid_ns(ns);
236 : :
237 : : out_free:
238 : : spin_lock_irq(&pidmap_lock);
239 : 0 : while (++i <= ns->level) {
240 : : upid = pid->numbers + i;
241 : 0 : idr_remove(&upid->ns->idr, upid->nr);
242 : : }
243 : :
244 : : /* On failure to allocate the first pid, reset the state */
245 : 0 : if (ns->pid_allocated == PIDNS_ADDING)
246 : : idr_set_cursor(&ns->idr, 0);
247 : :
248 : : spin_unlock_irq(&pidmap_lock);
249 : :
250 : 0 : kmem_cache_free(ns->pid_cachep, pid);
251 : 0 : return ERR_PTR(retval);
252 : : }
253 : :
254 : 0 : void disable_pid_allocation(struct pid_namespace *ns)
255 : : {
256 : : spin_lock_irq(&pidmap_lock);
257 : 0 : ns->pid_allocated &= ~PIDNS_ADDING;
258 : : spin_unlock_irq(&pidmap_lock);
259 : 0 : }
260 : :
261 : 0 : struct pid *find_pid_ns(int nr, struct pid_namespace *ns)
262 : : {
263 : 3 : return idr_find(&ns->idr, nr);
264 : : }
265 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(find_pid_ns);
266 : :
267 : 3 : struct pid *find_vpid(int nr)
268 : : {
269 : 3 : return find_pid_ns(nr, task_active_pid_ns(current));
270 : : }
271 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(find_vpid);
272 : :
273 : : static struct pid **task_pid_ptr(struct task_struct *task, enum pid_type type)
274 : : {
275 : : return (type == PIDTYPE_PID) ?
276 : 3 : &task->thread_pid :
277 : 3 : &task->signal->pids[type];
278 : : }
279 : :
280 : : /*
281 : : * attach_pid() must be called with the tasklist_lock write-held.
282 : : */
283 : 3 : void attach_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type)
284 : : {
285 : 3 : struct pid *pid = *task_pid_ptr(task, type);
286 : 3 : hlist_add_head_rcu(&task->pid_links[type], &pid->tasks[type]);
287 : 3 : }
288 : :
289 : 3 : static void __change_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type,
290 : : struct pid *new)
291 : : {
292 : : struct pid **pid_ptr = task_pid_ptr(task, type);
293 : : struct pid *pid;
294 : : int tmp;
295 : :
296 : 3 : pid = *pid_ptr;
297 : :
298 : : hlist_del_rcu(&task->pid_links[type]);
299 : 3 : *pid_ptr = new;
300 : :
301 : 3 : for (tmp = PIDTYPE_MAX; --tmp >= 0; )
302 : 3 : if (!hlist_empty(&pid->tasks[tmp]))
303 : 3 : return;
304 : :
305 : 3 : free_pid(pid);
306 : : }
307 : :
308 : 3 : void detach_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type)
309 : : {
310 : 3 : __change_pid(task, type, NULL);
311 : 3 : }
312 : :
313 : 3 : void change_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type,
314 : : struct pid *pid)
315 : : {
316 : 3 : __change_pid(task, type, pid);
317 : : attach_pid(task, type);
318 : 3 : }
319 : :
320 : : /* transfer_pid is an optimization of attach_pid(new), detach_pid(old) */
321 : 0 : void transfer_pid(struct task_struct *old, struct task_struct *new,
322 : : enum pid_type type)
323 : : {
324 : 0 : if (type == PIDTYPE_PID)
325 : 0 : new->thread_pid = old->thread_pid;
326 : 0 : hlist_replace_rcu(&old->pid_links[type], &new->pid_links[type]);
327 : 0 : }
328 : :
329 : 3 : struct task_struct *pid_task(struct pid *pid, enum pid_type type)
330 : : {
331 : : struct task_struct *result = NULL;
332 : 3 : if (pid) {
333 : : struct hlist_node *first;
334 : 3 : first = rcu_dereference_check(hlist_first_rcu(&pid->tasks[type]),
335 : : lockdep_tasklist_lock_is_held());
336 : 3 : if (first)
337 : 3 : result = hlist_entry(first, struct task_struct, pid_links[(type)]);
338 : : }
339 : 3 : return result;
340 : : }
341 : : EXPORT_SYMBOL(pid_task);
342 : :
343 : : /*
344 : : * Must be called under rcu_read_lock().
345 : : */
346 : 3 : struct task_struct *find_task_by_pid_ns(pid_t nr, struct pid_namespace *ns)
347 : : {
348 : : RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_held(),
349 : : "find_task_by_pid_ns() needs rcu_read_lock() protection");
350 : 3 : return pid_task(find_pid_ns(nr, ns), PIDTYPE_PID);
351 : : }
352 : :
353 : 3 : struct task_struct *find_task_by_vpid(pid_t vnr)
354 : : {
355 : 3 : return find_task_by_pid_ns(vnr, task_active_pid_ns(current));
356 : : }
357 : :
358 : 0 : struct task_struct *find_get_task_by_vpid(pid_t nr)
359 : : {
360 : : struct task_struct *task;
361 : :
362 : : rcu_read_lock();
363 : 0 : task = find_task_by_vpid(nr);
364 : 0 : if (task)
365 : : get_task_struct(task);
366 : : rcu_read_unlock();
367 : :
368 : 0 : return task;
369 : : }
370 : :
371 : 3 : struct pid *get_task_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type)
372 : : {
373 : : struct pid *pid;
374 : : rcu_read_lock();
375 : 3 : pid = get_pid(rcu_dereference(*task_pid_ptr(task, type)));
376 : : rcu_read_unlock();
377 : 3 : return pid;
378 : : }
379 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(get_task_pid);
380 : :
381 : 3 : struct task_struct *get_pid_task(struct pid *pid, enum pid_type type)
382 : : {
383 : : struct task_struct *result;
384 : : rcu_read_lock();
385 : : result = pid_task(pid, type);
386 : 3 : if (result)
387 : : get_task_struct(result);
388 : : rcu_read_unlock();
389 : 3 : return result;
390 : : }
391 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(get_pid_task);
392 : :
393 : 3 : struct pid *find_get_pid(pid_t nr)
394 : : {
395 : : struct pid *pid;
396 : :
397 : : rcu_read_lock();
398 : 3 : pid = get_pid(find_vpid(nr));
399 : : rcu_read_unlock();
400 : :
401 : 3 : return pid;
402 : : }
403 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(find_get_pid);
404 : :
405 : 3 : pid_t pid_nr_ns(struct pid *pid, struct pid_namespace *ns)
406 : : {
407 : : struct upid *upid;
408 : : pid_t nr = 0;
409 : :
410 : 3 : if (pid && ns->level <= pid->level) {
411 : : upid = &pid->numbers[ns->level];
412 : 3 : if (upid->ns == ns)
413 : 3 : nr = upid->nr;
414 : : }
415 : 3 : return nr;
416 : : }
417 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(pid_nr_ns);
418 : :
419 : 3 : pid_t pid_vnr(struct pid *pid)
420 : : {
421 : 3 : return pid_nr_ns(pid, task_active_pid_ns(current));
422 : : }
423 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(pid_vnr);
424 : :
425 : 3 : pid_t __task_pid_nr_ns(struct task_struct *task, enum pid_type type,
426 : : struct pid_namespace *ns)
427 : : {
428 : : pid_t nr = 0;
429 : :
430 : : rcu_read_lock();
431 : 3 : if (!ns)
432 : 3 : ns = task_active_pid_ns(current);
433 : 3 : if (likely(pid_alive(task)))
434 : 3 : nr = pid_nr_ns(rcu_dereference(*task_pid_ptr(task, type)), ns);
435 : : rcu_read_unlock();
436 : :
437 : 3 : return nr;
438 : : }
439 : : EXPORT_SYMBOL(__task_pid_nr_ns);
440 : :
441 : 3 : struct pid_namespace *task_active_pid_ns(struct task_struct *tsk)
442 : : {
443 : 3 : return ns_of_pid(task_pid(tsk));
444 : : }
445 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(task_active_pid_ns);
446 : :
447 : : /*
448 : : * Used by proc to find the first pid that is greater than or equal to nr.
449 : : *
450 : : * If there is a pid at nr this function is exactly the same as find_pid_ns.
451 : : */
452 : 0 : struct pid *find_ge_pid(int nr, struct pid_namespace *ns)
453 : : {
454 : 0 : return idr_get_next(&ns->idr, &nr);
455 : : }
456 : :
457 : : /**
458 : : * pidfd_create() - Create a new pid file descriptor.
459 : : *
460 : : * @pid: struct pid that the pidfd will reference
461 : : *
462 : : * This creates a new pid file descriptor with the O_CLOEXEC flag set.
463 : : *
464 : : * Note, that this function can only be called after the fd table has
465 : : * been unshared to avoid leaking the pidfd to the new process.
466 : : *
467 : : * Return: On success, a cloexec pidfd is returned.
468 : : * On error, a negative errno number will be returned.
469 : : */
470 : 0 : static int pidfd_create(struct pid *pid)
471 : : {
472 : : int fd;
473 : :
474 : 0 : fd = anon_inode_getfd("[pidfd]", &pidfd_fops, get_pid(pid),
475 : : O_RDWR | O_CLOEXEC);
476 : 0 : if (fd < 0)
477 : 0 : put_pid(pid);
478 : :
479 : 0 : return fd;
480 : : }
481 : :
482 : : /**
483 : : * pidfd_open() - Open new pid file descriptor.
484 : : *
485 : : * @pid: pid for which to retrieve a pidfd
486 : : * @flags: flags to pass
487 : : *
488 : : * This creates a new pid file descriptor with the O_CLOEXEC flag set for
489 : : * the process identified by @pid. Currently, the process identified by
490 : : * @pid must be a thread-group leader. This restriction currently exists
491 : : * for all aspects of pidfds including pidfd creation (CLONE_PIDFD cannot
492 : : * be used with CLONE_THREAD) and pidfd polling (only supports thread group
493 : : * leaders).
494 : : *
495 : : * Return: On success, a cloexec pidfd is returned.
496 : : * On error, a negative errno number will be returned.
497 : : */
498 : 0 : SYSCALL_DEFINE2(pidfd_open, pid_t, pid, unsigned int, flags)
499 : : {
500 : : int fd, ret;
501 : : struct pid *p;
502 : :
503 : 0 : if (flags)
504 : : return -EINVAL;
505 : :
506 : 0 : if (pid <= 0)
507 : : return -EINVAL;
508 : :
509 : 0 : p = find_get_pid(pid);
510 : 0 : if (!p)
511 : : return -ESRCH;
512 : :
513 : : ret = 0;
514 : : rcu_read_lock();
515 : 0 : if (!pid_task(p, PIDTYPE_TGID))
516 : : ret = -EINVAL;
517 : : rcu_read_unlock();
518 : :
519 : 0 : fd = ret ?: pidfd_create(p);
520 : 0 : put_pid(p);
521 : 0 : return fd;
522 : : }
523 : :
524 : 3 : void __init pid_idr_init(void)
525 : : {
526 : : /* Verify no one has done anything silly: */
527 : : BUILD_BUG_ON(PID_MAX_LIMIT >= PIDNS_ADDING);
528 : :
529 : : /* bump default and minimum pid_max based on number of cpus */
530 : 3 : pid_max = min(pid_max_max, max_t(int, pid_max,
531 : : PIDS_PER_CPU_DEFAULT * num_possible_cpus()));
532 : 3 : pid_max_min = max_t(int, pid_max_min,
533 : : PIDS_PER_CPU_MIN * num_possible_cpus());
534 : 3 : pr_info("pid_max: default: %u minimum: %u\n", pid_max, pid_max_min);
535 : :
536 : : idr_init(&init_pid_ns.idr);
537 : :
538 : 3 : init_pid_ns.pid_cachep = KMEM_CACHE(pid,
539 : : SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC | SLAB_ACCOUNT);
540 : 3 : }
|
