seccomp --- 如何 EXIT_SUCCESS？

Posted 2023-02-22

【中文标题】seccomp --- 如何 EXIT_SUCCESS？

【英文标题】：seccomp --- how to EXIT_SUCCESS?

【发布时间】：2015-10-15 13:46:31

【问题描述】：

设置严格模式 seccomp 后如何退出。在 main 结束时调用 syscall(SYS_exit, EXIT_SUCCESS); 是正确的做法吗？

#include <stdlib.h>
#include <unistd.h> 
#include <sys/prctl.h>     
#include <linux/seccomp.h> 
#include <sys/syscall.h>

int main(int argc, char **argv) 
  prctl(PR_SET_SECCOMP, SECCOMP_MODE_STRICT);

  //return EXIT_SUCCESS; // does not work
  //_exit(EXIT_SUCCESS); // does not work
  // syscall(__NR_exit, EXIT_SUCCESS); // (EDIT) This works! Is this the ultimate answer and the right way to exit success from seccomp-ed programs?
  syscall(SYS_exit, EXIT_SUCCESS); // (EDIT) works; SYS_exit equals __NR_exit


// gcc seccomp.c -o seccomp && ./seccomp; echo "$?" # I want 0

【问题讨论】：

不能直接返回 EXIT_SUCCESS 吗？ （哎呀：没关系 - 没有足够仔细地查看您的代码。）

我遇到了同样的问题，我的进程被杀死了。

_exit(EXIT_SUCCESS) 不起作用很奇怪，因为手册页明确指出，在严格的 seccomp 模式下，“调用线程被允许进行的唯一系统调用是读取 (2) 、write(2)、_exit(2)（但不是 exit_group(2)）和 sigreturn(2)。” （括号中的数字当然是手册部分）。

@user263688 我不认为问题出在您作为答案发布的内容（不是投票者），我发布了一个答案，如果您能看一下就好了！ :)

【参考方案1】：

如eigenstate.org 和SECCOMP (2) 中所述：

调用线程被允许进行的唯一系统调用 make 是 read(2), write(2), _exit(2) (但不是 exit_group(2)), 和 sigreturn(2)。其他系统调用导致交付 SIGKILL 信号。

因此，人们期望_exit() 可以工作，但它是一个调用exit_group(2) 的包装函数，这在严格模式下是不允许的（[1], [2]），因此进程被终止。

它甚至在exit(2) - Linux man page中被报道：

在直到 2.3 版的 glibc 中，_exit() 包装函数调用了同名的内核系统调用。从 glibc 2.3 开始，包装函数调用 exit_group(2)，以终止进程中的所有线程。

return 语句也会发生同样的情况，它最终会以与 _exit() 非常相似的方式终止您的进程。

跟踪该过程将提供进一步的确认（要显示此信息，您必须不设置 PR_SET_SECCOMP；只需评论 prctl()），对于两种非工作情况，我得到了类似的输出：

linux12:/home/users/grad1459>gcc seccomp.c -o seccomp
linux12:/home/users/grad1459>strace ./seccomp
execve("./seccomp", ["./seccomp"], [/* 24 vars */]) = 0
brk(0)                                  = 0x8784000
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
mmap2(NULL, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb775f000
access("/etc/ld.so.preload", R_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
fstat64(3, st_mode=S_IFREG|0644, st_size=97472, ...) = 0
mmap2(NULL, 97472, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0xb7747000
close(3)                                = 0
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
open("/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
read(3, "\177ELF\1\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0\3\0\1\0\0\0\220\226\1\0004\0\0\0"..., 512) = 512
fstat64(3, st_mode=S_IFREG|0755, st_size=1730024, ...) = 0
mmap2(NULL, 1739484, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0xdd0000
mmap2(0xf73000, 12288, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x1a3) = 0xf73000
mmap2(0xf76000, 10972, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xf76000
close(3)                                = 0
mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb7746000
set_thread_area(entry_number:-1 -> 6, base_addr:0xb7746900, limit:1048575, seg_32bit:1, contents:0, read_exec_only:0, limit_in_pages:1, seg_not_present:0, useable:1) = 0
mprotect(0xf73000, 8192, PROT_READ)     = 0
mprotect(0x8049000, 4096, PROT_READ)    = 0
mprotect(0x16e000, 4096, PROT_READ)     = 0
munmap(0xb7747000, 97472)               = 0
exit_group(0)                           = ?
linux12:/home/users/grad1459>

如你所见，exit_group() 被调用，说明一切！

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现在正如你所说的那样，“SYS_exit equals __NR_exit”；例如它定义在mit.syscall.h:

#define SYS_exit __NR_exit

所以最后两个调用是等价的，即你可以使用你喜欢的那个，输出应该是这样的：

linux12:/home/users/grad1459>gcc seccomp.c -o seccomp && ./seccomp ; echo "$?" 
0

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PS

您当然可以自己定义 filter 并使用：

prctl(PR_SET_SECCOMP, SECCOMP_MODE_FILTER, filter);

如 eigenstate 链接中所述，允许 _exit()（或者，严格来说，exit_group(2)），但只有在您确实需要并且知道自己在做什么时才这样做。

【讨论】：

此外，return EXIT_SUCCESS; 也失败的原因是相同的：在这种情况下，GNU C 库也会执行exit_group()。如果您有兴趣，我确实有一些用于 x86-64 SYSV ABI 的独立 C 来证明 exit 系统调用在 prctl(PR_SET_SECCOMP, SECCOMP_MODE_STRICT) 调用之后可以正常工作。

在strace（即strace ./example）下运行二进制文件足以证明C库使用exit_group系统调用而不是exit。

嘿@NominalAnimal！ :) 是的，好主意，其中一个链接中也提到了它，但没有显示，更新了！你喜欢现在的答案吗？

哦，我对原样的答案很满意——但是，添加strace 确实消除了任何怀疑的可能性，允许其他人自己验证。我喜欢那样。 :)

至于 OP 提出的问题，当进程中只有一个线程时，我会说 GNU C 库执行 exit_group 系统调用而不是 exit .. 是一个错误。我不喜欢通过直接调用exit 系统调用来绕过库清理的想法。换句话说，OP 应该能够在return EXIT_SUCCESS; 或exit(EXIT_SUCCESS); 不被信号杀死。只有更改 C 库内部结构才能改变这一点。我想说，是时候报告一个 glibc 错误了。

【参考方案2】：

出现问题是因为 GNU C 库使用 exit_group 系统调用（如果可用）在 Linux 中而不是 exit 中用于 _exit() 函数（请参阅 sysdeps/unix/sysv/linux/_exit.c 进行验证），并且如文档所述在man 2 prctl 中，严格的seccomp 过滤器不允许exit_group 系统调用。

因为 _exit() 函数调用发生在 C 库中，我们不能用我们自己的版本插入它（那只会执行 exit 系统调用）。 （正常的进程清理在其他地方完成；在 Linux 中，_exit() 函数只执行终止进程的最终系统调用。）

我们可以要求 GNU C 库开发人员仅在当前进程中有多个线程时才在 Linux 中使用 exit_group 系统调用，但不幸的是，这并不容易，即使现在添加，也会该功能需要很长时间才能在大多数 Linux 发行版上可用。

幸运的是，我们可以放弃默认的严格过滤器，而是定义我们自己的过滤器。行为上有一点不同：杀死进程的明显信号将从SIGKILL 变为SIGSYS。 （实际上并没有传递信号，因为内核确实杀死了进程；只有导致进程死亡的明显信号编号发生了变化。）

此外，这甚至没有那么困难。我确实浪费了一些时间来研究一些 GCC 宏技巧，这些技巧会使管理允许的系统调用列表变得微不足道，但我认为这不是一个好方法：应该仔细考虑允许的系统调用列表——我们只与严格过滤器相比，添加exit_group()，在这里！ -- 所以让它变得有点困难是可以的。

下面的代码，比如example.c，已经过验证可以在 x86-64（对于 x86 和 x86-64，即 32 位）的 4.4 内核（应该在 3.5 或更高版本的内核）上工作和 64位二进制文​​件）。但是，它应该适用于所有 Linux 架构，并且它不需要或使用 libseccomp 库。

#define  _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>
#include <sys/prctl.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <linux/seccomp.h>
#include <linux/filter.h>
#include <stdio.h>

static const struct sock_filter  strict_filter[] = 
    BPF_STMT(BPF_LD | BPF_W | BPF_ABS, (offsetof (struct seccomp_data, nr))),

    BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ, SYS_rt_sigreturn, 5, 0),
    BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ, SYS_read,         4, 0),
    BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ, SYS_write,        3, 0),
    BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ, SYS_exit,         2, 0),
    BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ, SYS_exit_group,   1, 0),

    BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, SECCOMP_RET_KILL),
    BPF_STMT(BPF_RET | BPF_K, SECCOMP_RET_ALLOW)
;

static const struct sock_fprog  strict = 
    .len = (unsigned short)( sizeof strict_filter / sizeof strict_filter[0] ),
    .filter = (struct sock_filter *)strict_filter
;

int main(void)

    /* To be able to set a custom filter, we need to set the "no new privs" flag.
       The Documentation/prctl/no_new_privs.txt file in the Linux kernel
       recommends this exact form: */
    if (prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS, 1, 0, 0, 0)) 
        fprintf(stderr, "Cannot set no_new_privs: %m.\n");
        return EXIT_FAILURE;
    
    if (prctl(PR_SET_SECCOMP, SECCOMP_MODE_FILTER, &strict)) 
        fprintf(stderr, "Cannot install seccomp filter: %m.\n");
        return EXIT_FAILURE;
    

    /* The seccomp filter is now active.
       It differs from SECCOMP_SET_MODE_STRICT in two ways:
         1. exit_group syscall is allowed; it just terminates the
            process
         2. Parent/reaper sees SIGSYS as the killing signal instead of
            SIGKILL, if the process tries to do a syscall not in the
            explicitly allowed list
    */

    return EXIT_SUCCESS;

使用例如编译

gcc -Wall -O2 example.c -o example

并使用运行

./example

或在strace 下查看已完成的系统调用和库调用；

strace ./example

strict_filter BPF 程序真的很简单。第一个操作码将系统调用号加载到累加器中。接下来的五个操作码将其与可接受的系统调用号进行比较，如果找到，则跳转到允许系统调用的最终操作码。否则倒数第二个操作码会杀死进程。

请注意，尽管文档中提到 sigreturn 是允许的系统调用，但 Linux 中系统调用的实际名称是 rt_sigreturn。 （sigreturn 在很久以前就被 rt_sigreturn 弃用了。）

此外，当过滤器安装时，操作码会被复制到内核内存中（参见 Linux 内核源代码中的kernel/seccomp.c），因此如果以后修改数据，它不会以任何方式影响过滤器。换句话说，拥有static const 结构对安全性影响为零。

我使用了static，因为在此编译单元之外（或在剥离的二进制文件中）不需要显示符号，而const 将数据放入 ELF 二进制文件的只读数据部分.

BPF_JUMP(BPF_JMP | BPF_JEQ, nr, equals, differs) 的形式很简单：累加器（系统调用号）与nr 进行比较。如果它们相等，则跳过下一个equals 操作码。否则，将跳过下一个differs 操作码。

由于 equals 案例跳转到最后的操作码，您可以在顶部添加新的操作码（即，就在初始操作码之后），增加每个操作码的 equals 跳过计数。

请注意printf() 在安装 seccomp 过滤器后将无法工作，因为在内部，C 库想要执行 fstat 系统调用（在标准输出上）和 brk 系统调用来为缓冲区。

【讨论】：

这是我想要分享赏金的时刻之一。

@Rhymoid 赏金就像一个原子！ :) 不过别担心，Nomimal 是个很酷的人！

这是不安全，需要检查架构号。如果您为 x86-64 编译它，那么除了 x86-64 系统调用 15 (rt_sigreturn)，您还允许 x86-32 系统调用 15，即 chmod。您想要您的主目录世界可写和 setuid 网络浏览器缓存吗？