usermodehelper: check subprocess_info->path != NULL
[linux-2.6.git] / kernel / pid.c
1 /*
2  * Generic pidhash and scalable, time-bounded PID allocator
3  *
4  * (C) 2002-2003 William Irwin, IBM
5  * (C) 2004 William Irwin, Oracle
6  * (C) 2002-2004 Ingo Molnar, Red Hat
7  *
8  * pid-structures are backing objects for tasks sharing a given ID to chain
9  * against. There is very little to them aside from hashing them and
10  * parking tasks using given ID's on a list.
11  *
12  * The hash is always changed with the tasklist_lock write-acquired,
13  * and the hash is only accessed with the tasklist_lock at least
14  * read-acquired, so there's no additional SMP locking needed here.
15  *
16  * We have a list of bitmap pages, which bitmaps represent the PID space.
17  * Allocating and freeing PIDs is completely lockless. The worst-case
18  * allocation scenario when all but one out of 1 million PIDs possible are
19  * allocated already: the scanning of 32 list entries and at most PAGE_SIZE
20  * bytes. The typical fastpath is a single successful setbit. Freeing is O(1).
21  *
22  * Pid namespaces:
23  *    (C) 2007 Pavel Emelyanov <xemul@openvz.org>, OpenVZ, SWsoft Inc.
24  *    (C) 2007 Sukadev Bhattiprolu <sukadev@us.ibm.com>, IBM
25  *     Many thanks to Oleg Nesterov for comments and help
26  *
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/export.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/rculist.h>
34 #include <linux/bootmem.h>
35 #include <linux/hash.h>
36 #include <linux/pid_namespace.h>
37 #include <linux/init_task.h>
38 #include <linux/syscalls.h>
39
40 #define pid_hashfn(nr, ns)      \
41         hash_long((unsigned long)nr + (unsigned long)ns, pidhash_shift)
42 static struct hlist_head *pid_hash;
43 static unsigned int pidhash_shift = 4;
44 struct pid init_struct_pid = INIT_STRUCT_PID;
45
46 int pid_max = PID_MAX_DEFAULT;
47
48 #define RESERVED_PIDS           300
49
50 int pid_max_min = RESERVED_PIDS + 1;
51 int pid_max_max = PID_MAX_LIMIT;
52
53 #define BITS_PER_PAGE           (PAGE_SIZE*8)
54 #define BITS_PER_PAGE_MASK      (BITS_PER_PAGE-1)
55
56 static inline int mk_pid(struct pid_namespace *pid_ns,
57                 struct pidmap *map, int off)
58 {
59         return (map - pid_ns->pidmap)*BITS_PER_PAGE + off;
60 }
61
62 #define find_next_offset(map, off)                                      \
63                 find_next_zero_bit((map)->page, BITS_PER_PAGE, off)
64
65 /*
66  * PID-map pages start out as NULL, they get allocated upon
67  * first use and are never deallocated. This way a low pid_max
68  * value does not cause lots of bitmaps to be allocated, but
69  * the scheme scales to up to 4 million PIDs, runtime.
70  */
71 struct pid_namespace init_pid_ns = {
72         .kref = {
73                 .refcount       = ATOMIC_INIT(2),
74         },
75         .pidmap = {
76                 [ 0 ... PIDMAP_ENTRIES-1] = { ATOMIC_INIT(BITS_PER_PAGE), NULL }
77         },
78         .last_pid = 0,
79         .level = 0,
80         .child_reaper = &init_task,
81 };
82 EXPORT_SYMBOL_GPL(init_pid_ns);
83
84 int is_container_init(struct task_struct *tsk)
85 {
86         int ret = 0;
87         struct pid *pid;
88
89         rcu_read_lock();
90         pid = task_pid(tsk);
91         if (pid != NULL && pid->numbers[pid->level].nr == 1)
92                 ret = 1;
93         rcu_read_unlock();
94
95         return ret;
96 }
97 EXPORT_SYMBOL(is_container_init);
98
99 /*
100  * Note: disable interrupts while the pidmap_lock is held as an
101  * interrupt might come in and do read_lock(&tasklist_lock).
102  *
103  * If we don't disable interrupts there is a nasty deadlock between
104  * detach_pid()->free_pid() and another cpu that does
105  * spin_lock(&pidmap_lock) followed by an interrupt routine that does
106  * read_lock(&tasklist_lock);
107  *
108  * After we clean up the tasklist_lock and know there are no
109  * irq handlers that take it we can leave the interrupts enabled.
110  * For now it is easier to be safe than to prove it can't happen.
111  */
112
113 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(pidmap_lock);
114
115 static void free_pidmap(struct upid *upid)
116 {
117         int nr = upid->nr;
118         struct pidmap *map = upid->ns->pidmap + nr / BITS_PER_PAGE;
119         int offset = nr & BITS_PER_PAGE_MASK;
120
121         clear_bit(offset, map->page);
122         atomic_inc(&map->nr_free);
123 }
124
125 /*
126  * If we started walking pids at 'base', is 'a' seen before 'b'?
127  */
128 static int pid_before(int base, int a, int b)
129 {
130         /*
131          * This is the same as saying
132          *
133          * (a - base + MAXUINT) % MAXUINT < (b - base + MAXUINT) % MAXUINT
134          * and that mapping orders 'a' and 'b' with respect to 'base'.
135          */
136         return (unsigned)(a - base) < (unsigned)(b - base);
137 }
138
139 /*
140  * We might be racing with someone else trying to set pid_ns->last_pid
141  * at the pid allocation time (there's also a sysctl for this, but racing
142  * with this one is OK, see comment in kernel/pid_namespace.c about it).
143  * We want the winner to have the "later" value, because if the
144  * "earlier" value prevails, then a pid may get reused immediately.
145  *
146  * Since pids rollover, it is not sufficient to just pick the bigger
147  * value.  We have to consider where we started counting from.
148  *
149  * 'base' is the value of pid_ns->last_pid that we observed when
150  * we started looking for a pid.
151  *
152  * 'pid' is the pid that we eventually found.
153  */
154 static void set_last_pid(struct pid_namespace *pid_ns, int base, int pid)
155 {
156         int prev;
157         int last_write = base;
158         do {
159                 prev = last_write;
160                 last_write = cmpxchg(&pid_ns->last_pid, prev, pid);
161         } while ((prev != last_write) && (pid_before(base, last_write, pid)));
162 }
163
164 static int alloc_pidmap(struct pid_namespace *pid_ns)
165 {
166         int i, offset, max_scan, pid, last = pid_ns->last_pid;
167         struct pidmap *map;
168
169         pid = last + 1;
170         if (pid >= pid_max)
171                 pid = RESERVED_PIDS;
172         offset = pid & BITS_PER_PAGE_MASK;
173         map = &pid_ns->pidmap[pid/BITS_PER_PAGE];
174         /*
175          * If last_pid points into the middle of the map->page we
176          * want to scan this bitmap block twice, the second time
177          * we start with offset == 0 (or RESERVED_PIDS).
178          */
179         max_scan = DIV_ROUND_UP(pid_max, BITS_PER_PAGE) - !offset;
180         for (i = 0; i <= max_scan; ++i) {
181                 if (unlikely(!map->page)) {
182                         void *page = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
183                         /*
184                          * Free the page if someone raced with us
185                          * installing it:
186                          */
187                         spin_lock_irq(&pidmap_lock);
188                         if (!map->page) {
189                                 map->page = page;
190                                 page = NULL;
191                         }
192                         spin_unlock_irq(&pidmap_lock);
193                         kfree(page);
194                         if (unlikely(!map->page))
195                                 break;
196                 }
197                 if (likely(atomic_read(&map->nr_free))) {
198                         do {
199                                 if (!test_and_set_bit(offset, map->page)) {
200                                         atomic_dec(&map->nr_free);
201                                         set_last_pid(pid_ns, last, pid);
202                                         return pid;
203                                 }
204                                 offset = find_next_offset(map, offset);
205                                 pid = mk_pid(pid_ns, map, offset);
206                         } while (offset < BITS_PER_PAGE && pid < pid_max);
207                 }
208                 if (map < &pid_ns->pidmap[(pid_max-1)/BITS_PER_PAGE]) {
209                         ++map;
210                         offset = 0;
211                 } else {
212                         map = &pid_ns->pidmap[0];
213                         offset = RESERVED_PIDS;
214                         if (unlikely(last == offset))
215                                 break;
216                 }
217                 pid = mk_pid(pid_ns, map, offset);
218         }
219         return -1;
220 }
221
222 int next_pidmap(struct pid_namespace *pid_ns, unsigned int last)
223 {
224         int offset;
225         struct pidmap *map, *end;
226
227         if (last >= PID_MAX_LIMIT)
228                 return -1;
229
230         offset = (last + 1) & BITS_PER_PAGE_MASK;
231         map = &pid_ns->pidmap[(last + 1)/BITS_PER_PAGE];
232         end = &pid_ns->pidmap[PIDMAP_ENTRIES];
233         for (; map < end; map++, offset = 0) {
234                 if (unlikely(!map->page))
235                         continue;
236                 offset = find_next_bit((map)->page, BITS_PER_PAGE, offset);
237                 if (offset < BITS_PER_PAGE)
238                         return mk_pid(pid_ns, map, offset);
239         }
240         return -1;
241 }
242
243 void put_pid(struct pid *pid)
244 {
245         struct pid_namespace *ns;
246
247         if (!pid)
248                 return;
249
250         ns = pid->numbers[pid->level].ns;
251         if ((atomic_read(&pid->count) == 1) ||
252              atomic_dec_and_test(&pid->count)) {
253                 kmem_cache_free(ns->pid_cachep, pid);
254                 put_pid_ns(ns);
255         }
256 }
257 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_pid);
258
259 static void delayed_put_pid(struct rcu_head *rhp)
260 {
261         struct pid *pid = container_of(rhp, struct pid, rcu);
262         put_pid(pid);
263 }
264
265 void free_pid(struct pid *pid)
266 {
267         /* We can be called with write_lock_irq(&tasklist_lock) held */
268         int i;
269         unsigned long flags;
270
271         spin_lock_irqsave(&pidmap_lock, flags);
272         for (i = 0; i <= pid->level; i++)
273                 hlist_del_rcu(&pid->numbers[i].pid_chain);
274         spin_unlock_irqrestore(&pidmap_lock, flags);
275
276         for (i = 0; i <= pid->level; i++)
277                 free_pidmap(pid->numbers + i);
278
279         call_rcu(&pid->rcu, delayed_put_pid);
280 }
281
282 struct pid *alloc_pid(struct pid_namespace *ns)
283 {
284         struct pid *pid;
285         enum pid_type type;
286         int i, nr;
287         struct pid_namespace *tmp;
288         struct upid *upid;
289
290         pid = kmem_cache_alloc(ns->pid_cachep, GFP_KERNEL);
291         if (!pid)
292                 goto out;
293
294         tmp = ns;
295         for (i = ns->level; i >= 0; i--) {
296                 nr = alloc_pidmap(tmp);
297                 if (nr < 0)
298                         goto out_free;
299
300                 pid->numbers[i].nr = nr;
301                 pid->numbers[i].ns = tmp;
302                 tmp = tmp->parent;
303         }
304
305         get_pid_ns(ns);
306         pid->level = ns->level;
307         atomic_set(&pid->count, 1);
308         for (type = 0; type < PIDTYPE_MAX; ++type)
309                 INIT_HLIST_HEAD(&pid->tasks[type]);
310
311         upid = pid->numbers + ns->level;
312         spin_lock_irq(&pidmap_lock);
313         for ( ; upid >= pid->numbers; --upid)
314                 hlist_add_head_rcu(&upid->pid_chain,
315                                 &pid_hash[pid_hashfn(upid->nr, upid->ns)]);
316         spin_unlock_irq(&pidmap_lock);
317
318 out:
319         return pid;
320
321 out_free:
322         while (++i <= ns->level)
323                 free_pidmap(pid->numbers + i);
324
325         kmem_cache_free(ns->pid_cachep, pid);
326         pid = NULL;
327         goto out;
328 }
329
330 struct pid *find_pid_ns(int nr, struct pid_namespace *ns)
331 {
332         struct hlist_node *elem;
333         struct upid *pnr;
334
335         hlist_for_each_entry_rcu(pnr, elem,
336                         &pid_hash[pid_hashfn(nr, ns)], pid_chain)
337                 if (pnr->nr == nr && pnr->ns == ns)
338                         return container_of(pnr, struct pid,
339                                         numbers[ns->level]);
340
341         return NULL;
342 }
343 EXPORT_SYMBOL_GPL(find_pid_ns);
344
345 struct pid *find_vpid(int nr)
346 {
347         return find_pid_ns(nr, current->nsproxy->pid_ns);
348 }
349 EXPORT_SYMBOL_GPL(find_vpid);
350
351 /*
352  * attach_pid() must be called with the tasklist_lock write-held.
353  */
354 void attach_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type,
355                 struct pid *pid)
356 {
357         struct pid_link *link;
358
359         link = &task->pids[type];
360         link->pid = pid;
361         hlist_add_head_rcu(&link->node, &pid->tasks[type]);
362 }
363
364 static void __change_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type,
365                         struct pid *new)
366 {
367         struct pid_link *link;
368         struct pid *pid;
369         int tmp;
370
371         link = &task->pids[type];
372         pid = link->pid;
373
374         hlist_del_rcu(&link->node);
375         link->pid = new;
376
377         for (tmp = PIDTYPE_MAX; --tmp >= 0; )
378                 if (!hlist_empty(&pid->tasks[tmp]))
379                         return;
380
381         free_pid(pid);
382 }
383
384 void detach_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type)
385 {
386         __change_pid(task, type, NULL);
387 }
388
389 void change_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type,
390                 struct pid *pid)
391 {
392         __change_pid(task, type, pid);
393         attach_pid(task, type, pid);
394 }
395
396 /* transfer_pid is an optimization of attach_pid(new), detach_pid(old) */
397 void transfer_pid(struct task_struct *old, struct task_struct *new,
398                            enum pid_type type)
399 {
400         new->pids[type].pid = old->pids[type].pid;
401         hlist_replace_rcu(&old->pids[type].node, &new->pids[type].node);
402 }
403
404 struct task_struct *pid_task(struct pid *pid, enum pid_type type)
405 {
406         struct task_struct *result = NULL;
407         if (pid) {
408                 struct hlist_node *first;
409                 first = rcu_dereference_check(hlist_first_rcu(&pid->tasks[type]),
410                                               lockdep_tasklist_lock_is_held());
411                 if (first)
412                         result = hlist_entry(first, struct task_struct, pids[(type)].node);
413         }
414         return result;
415 }
416 EXPORT_SYMBOL(pid_task);
417
418 /*
419  * Must be called under rcu_read_lock().
420  */
421 struct task_struct *find_task_by_pid_ns(pid_t nr, struct pid_namespace *ns)
422 {
423         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_held(),
424                            "find_task_by_pid_ns() needs rcu_read_lock()"
425                            " protection");
426         return pid_task(find_pid_ns(nr, ns), PIDTYPE_PID);
427 }
428
429 struct task_struct *find_task_by_vpid(pid_t vnr)
430 {
431         return find_task_by_pid_ns(vnr, current->nsproxy->pid_ns);
432 }
433
434 struct pid *get_task_pid(struct task_struct *task, enum pid_type type)
435 {
436         struct pid *pid;
437         rcu_read_lock();
438         if (type != PIDTYPE_PID)
439                 task = task->group_leader;
440         pid = get_pid(task->pids[type].pid);
441         rcu_read_unlock();
442         return pid;
443 }
444 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_task_pid);
445
446 struct task_struct *get_pid_task(struct pid *pid, enum pid_type type)
447 {
448         struct task_struct *result;
449         rcu_read_lock();
450         result = pid_task(pid, type);
451         if (result)
452                 get_task_struct(result);
453         rcu_read_unlock();
454         return result;
455 }
456 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_pid_task);
457
458 struct pid *find_get_pid(pid_t nr)
459 {
460         struct pid *pid;
461
462         rcu_read_lock();
463         pid = get_pid(find_vpid(nr));
464         rcu_read_unlock();
465
466         return pid;
467 }
468 EXPORT_SYMBOL_GPL(find_get_pid);
469
470 pid_t pid_nr_ns(struct pid *pid, struct pid_namespace *ns)
471 {
472         struct upid *upid;
473         pid_t nr = 0;
474
475         if (pid && ns->level <= pid->level) {
476                 upid = &pid->numbers[ns->level];
477                 if (upid->ns == ns)
478                         nr = upid->nr;
479         }
480         return nr;
481 }
482
483 pid_t pid_vnr(struct pid *pid)
484 {
485         return pid_nr_ns(pid, current->nsproxy->pid_ns);
486 }
487 EXPORT_SYMBOL_GPL(pid_vnr);
488
489 pid_t __task_pid_nr_ns(struct task_struct *task, enum pid_type type,
490                         struct pid_namespace *ns)
491 {
492         pid_t nr = 0;
493
494         rcu_read_lock();
495         if (!ns)
496                 ns = current->nsproxy->pid_ns;
497         if (likely(pid_alive(task))) {
498                 if (type != PIDTYPE_PID)
499                         task = task->group_leader;
500                 nr = pid_nr_ns(task->pids[type].pid, ns);
501         }
502         rcu_read_unlock();
503
504         return nr;
505 }
506 EXPORT_SYMBOL(__task_pid_nr_ns);
507
508 pid_t task_tgid_nr_ns(struct task_struct *tsk, struct pid_namespace *ns)
509 {
510         return pid_nr_ns(task_tgid(tsk), ns);
511 }
512 EXPORT_SYMBOL(task_tgid_nr_ns);
513
514 struct pid_namespace *task_active_pid_ns(struct task_struct *tsk)
515 {
516         return ns_of_pid(task_pid(tsk));
517 }
518 EXPORT_SYMBOL_GPL(task_active_pid_ns);
519
520 /*
521  * Used by proc to find the first pid that is greater than or equal to nr.
522  *
523  * If there is a pid at nr this function is exactly the same as find_pid_ns.
524  */
525 struct pid *find_ge_pid(int nr, struct pid_namespace *ns)
526 {
527         struct pid *pid;
528
529         do {
530                 pid = find_pid_ns(nr, ns);
531                 if (pid)
532                         break;
533                 nr = next_pidmap(ns, nr);
534         } while (nr > 0);
535
536         return pid;
537 }
538
539 /*
540  * The pid hash table is scaled according to the amount of memory in the
541  * machine.  From a minimum of 16 slots up to 4096 slots at one gigabyte or
542  * more.
543  */
544 void __init pidhash_init(void)
545 {
546         unsigned int i, pidhash_size;
547
548         pid_hash = alloc_large_system_hash("PID", sizeof(*pid_hash), 0, 18,
549                                            HASH_EARLY | HASH_SMALL,
550                                            &pidhash_shift, NULL, 4096);
551         pidhash_size = 1U << pidhash_shift;
552
553         for (i = 0; i < pidhash_size; i++)
554                 INIT_HLIST_HEAD(&pid_hash[i]);
555 }
556
557 void __init pidmap_init(void)
558 {
559         /* bump default and minimum pid_max based on number of cpus */
560         pid_max = min(pid_max_max, max_t(int, pid_max,
561                                 PIDS_PER_CPU_DEFAULT * num_possible_cpus()));
562         pid_max_min = max_t(int, pid_max_min,
563                                 PIDS_PER_CPU_MIN * num_possible_cpus());
564         pr_info("pid_max: default: %u minimum: %u\n", pid_max, pid_max_min);
565
566         init_pid_ns.pidmap[0].page = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
567         /* Reserve PID 0. We never call free_pidmap(0) */
568         set_bit(0, init_pid_ns.pidmap[0].page);
569         atomic_dec(&init_pid_ns.pidmap[0].nr_free);
570
571         init_pid_ns.pid_cachep = KMEM_CACHE(pid,
572                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
573 }