无法打开 uid_map 以从具有 cap_setuid 功能集的应用程序进行写入

Question

在玩弄user_namespaces(7)的示例时，我遇到了一种奇怪的行为。

该应用程序的作用

应用程序user-ns-ex使用 CLONE_NEWUSER 调用clone(2)，从而在新的用户命名空间中创建一个新进程。父进程将映射 ( 0 1000 1) 写入 /proc//uid_map 文件并告诉（通过管道）子进程可以继续。然后子进程执行bash。

我在这里复制了源代码。

问题

如果我不设置任何功能或设置所有功能，应用程序将打开 /proc//uid_map 进行写入。

当我仅设置 set_capuid、set_capgid 和可选的 cap_sys_admin 时，对 open(2) 的调用失败：

设置上限：

arksnote linux-namespaces   # setcap 'cap_setuid,cap_setgid,cap_sys_admin=epi' ./user-ns-ex
arksnote linux-namespaces   # getcap ./user-ns-ex
./user-ns-ex = cap_setgid,cap_setuid,cap_sys_admin+eip

尝试运行：

kamyshev@arksnote ~/workspace/personal/linux-kernel/linux-namespaces  $ ./user-ns-ex -v -U -M '0 1000 1' bash
./user-ns-ex: PID of child created by clone() is 19666
ERROR: open /proc/19666/uid_map: Permission denied
About to exec bash

现在来看一个成功的案例：

无能力：

arksnote linux-namespaces   # setcap '=' ./user-ns-ex
arksnote linux-namespaces   # getcap ./user-ns-ex
./user-ns-ex =

运行正常：

 kamyshev@arksnote ~/workspace/personal/linux-kernel/linux-namespaces  $ ./user-ns-ex -v -U -M '0 1000 1' bash
./user-ns-ex: PID of child created by clone() is 19557
About to exec bash
arksnote linux-namespaces   # exit

我一直试图在手册页中找到原因并使用不同的功能，但目前还没有运气。最让我困惑的是，应用程序运行时的功能较少，而不是更多。

有人可以帮助我并澄清这个问题吗？

Answer 1

这个调查

我已经找到原因了。在我的研究过程中，我发现该uid_map文件未打开，因为其所有权已更改为root.

非特权进程，没有能力：

parent(m): capabilities: '='
parent(m): file /proc/4644/uid_map owner uid: 1000
parent(m): file /proc/4644/uid_map owner gid: 1000

非特权进程，设置能力（cap_setuid=pe）：

parent(m): capabilities: '= cap_setuid+ep'
parent(m): file /proc/4644/uid_map owner uid: 0
parent(m): file /proc/4644/uid_map owner gid: 0
ERROR: open /proc/4668/uid_map: Permission denied

以下研究让我想到了这个主题：是什么导致 proc pid 资源被 root 拥有？

“可转储”标志的规则

发生的情况是这样的：

1) 当进程不可转储时，其/proc/<pid>inode 被赋予 root 所有权：

// linux/base.c

struct inode *proc_pid_make_inode(struct super_block * sb, struct task_struct *task)
...
        if (task_dumpable(task)) {
                rcu_read_lock();
                cred = __task_cred(task);
                inode->i_uid = cred->euid;
                inode->i_gid = cred->egid;
                rcu_read_unlock();
        }

2) 仅当进程的“dumpable”属性值为 1 (SUID_DUMP_USER) 时，该进程才是可转储的。请参阅ptrace(2)。

3) prctl(2)进一步澄清了情况：

  Normally, this flag is set to 1.  However, it is reset to the
          current value contained in the file /proc/sys/fs/suid_dumpable
          (which by default has the value 0), in the following
          circumstances:

          *  The process's effective user or group ID is changed.

          *  The process's filesystem user or group ID is changed (see
             credentials(7)).

          *  The process executes (execve(2)) a set-user-ID or set-
             group-ID program, resulting in a change of either the
             effective user ID or the effective group ID.

          *  The process executes (execve(2)) a program that has file
             capabilities (see capabilities(7)), but only if the
             permitted capabilities gained exceed those already
             permitted for the process.

因此，我的问题源于上述规则的最后一个：

int commit_creds(struct cred *new)
<...> 
    /* dumpability changes */
    if (!uid_eq(old->euid, new->euid) ||
        !gid_eq(old->egid, new->egid) ||
        !uid_eq(old->fsuid, new->fsuid) ||
        !gid_eq(old->fsgid, new->fsgid) ||
        !cred_cap_issubset(old, new)) {
            if (task->mm)
                    set_dumpable(task->mm, suid_dumpable);

修复

有多种方法可以解决这个问题：

1. 全局变化/proc/sys/fs/suid_dumpable：

echo 1 > /proc/sys/fs/suid_dumpable

2. 仅为进程设置“可转储”标志：

prctl(PR_SET_DUMPABLE, 1, 0, 0, 0)