确保系统调用中的 UID/GID 检查在 RCU-critical section 中执行

Question

任务

我为我的 RaspBerry Pi 2 编写了一个小内核模块，它实现了一个额外的系统调用来生成功耗指标。我想修改系统调用，以便仅在特殊用户（例如“root”或用户“pi”）发出它时才调用它。否则，调用只是跳过其主体部分并返回成功。

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背景工作

我已经详细阅读了这个问题，I've found a similar question on SO，但从我的角度来看，它存在很多问题（如下所述）。

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问题

• 链接的问题指出struct task_struct 包含指向struct cred 的指针元素，如linux/sched.h 和linux/cred.h 中所定义。我的系统上不存在这两个标头中的后者，而前者没有显示任何指向 struct cred 元素的指针的声明。 这有意义吗？
  • 愚蠢的错误。这完全存在于内核头文件中（即：/usr/src/linux-headers-$(uname -r)/include/linux/cred.h），我在/usr/include/linux 的 gcc-build 头文件中搜索。
• 即使上述方法有效，它也没有提到我是否会得到the real, effective, or saved UID for the process。 甚至可以从系统调用中获取这三个值中的每一个吗？
  • cred.h 已经包含所有这些。
• 内核模块中是否有一种安全的方法可以在不解析/etc/group的情况下快速确定用户所属的组？
  • cred.h 已经包含所有这些。

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更新

因此，剩下的唯一有效问题如下：

注意，遍历进程并读取进程的 凭据应在 RCU-critical 部分下完成。

• ... 我如何确保我的检查在这个关键部分运行？是否有任何工作示例说明如何完成此操作？ I've found some existing kernel documentation that instructs readers to wrap the relevant code with rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(). 我是否只需要针对 struct cred 和/或 struct task_struct 数据结构包装读取操作？

Answer 1

链接的问题涉及一个根本不同的问题。引用：

请注意，我要获取的 uid 不是当前进程的。

显然，不是当前执行线程的线程原则上可以随时退出或更改凭据。需要采取措施确保我们正在摆弄的任何东西的稳定性。 RCU 通常是正确的答案。从某种意义上说，还有其他方法，提供的答案有些错误。

同时，如果您想对执行代码的线程进行操作，您可以知道它不会退出（因为它正在执行您的代码而不是退出路径）。出现了一个问题，证书的稳定性如何 - 好消息，它们也可以保证在那里并且可以在没有任何准备的情况下访问。这可以通过检查进行凭据切换的代码来轻松验证。

剩下的问题是可以使用哪些原语进行访问。为此，可以使用 make_kuid、uid_eq 和类似的原语。

真正的问题是为什么这是一个系统调用而不是一个 /proc 文件。

有关凭据处理的详细说明，请参阅此博文：http://codingtragedy.blogspot.com/2015/04/weird-stuff-thread-credentials-in-linux.html

Answer 2

首先，添加新的系统调用很少是正确的做法。最好通过现有的机制来做事，因为您将受益于双方已经存在的工具：内核中现有的实用程序函数、现有的 libc 和用户空间中的高级语言支持。文件是 Linux 中的核心概念（与其他 Unix 系统一样），大多数数据通过文件交换，device files 或特殊文件系统，如 proc 和 sysfs。

我想修改系统调用，使其仅在特殊用户（例如“root”或用户“pi”）发出它时才被调用。

您不能在内核中执行此操作。从设计的角度来看，这不仅是错误的，甚至是不可能的。内核对用户名一无所知。关于内核中用户的唯一知识是，一些特权操作保留给 root namespace 中的用户 0（不要忘记最后一部分！如果这对您来说是新的，这表明您不应该进行高级操作诸如添加系统调用之类的东西）。 （许多操作实际上是在寻找 capability 而不是 root。）

您要使用的是 sysfs。阅读kernel documentation 并寻找非古代的在线教程或现有的内核代码（现在使用 sysfs 的代码通常非常干净）。使用 sysfs，您可以通过 /sys 下的文件公开信息。访问控制取决于用户空间——在内核中有一个合理的默认值，并在启动脚本中执行诸如调用chgrp、chmod 或setfacl 之类的操作。这是您在使用现有机制时无需在用户端重新发明的众多轮子之一。

sysfs show 方法自动锁定文件，因此一次只能有一个内核线程执行它。这是您在使用现有机制时无需在内核方面重新发明的众多轮子之一。