lib/process.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011 Nicira Networks.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <config.h>
  18 #include "process.h"
  19 #include <assert.h>
  20 #include <errno.h>
  21 #include <fcntl.h>
  22 #include <signal.h>
  23 #include <stdlib.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include <sys/stat.h>
  26 #include <sys/wait.h>
  27 #include <unistd.h>
  28 #include "coverage.h"
  29 #include "dynamic-string.h"
  30 #include "fatal-signal.h"
  31 #include "list.h"
  32 #include "poll-loop.h"
  33 #include "signals.h"
  34 #include "socket-util.h"
  35 #include "util.h"
  36 #include "vlog.h"
  37
  38 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(process);
  39
  40 COVERAGE_DEFINE(process_run);
  41 COVERAGE_DEFINE(process_run_capture);
  42 COVERAGE_DEFINE(process_sigchld);
  43 COVERAGE_DEFINE(process_start);
  44
  45 struct process {
  46     struct list node;
  47     char *name;
  48     pid_t pid;
  49
  50     /* Modified by signal handler. */
  51     volatile bool exited;
  52     volatile int status;
  53 };
  54
  55 /* Pipe used to signal child termination. */
  56 static int fds[2];
  57
  58 /* All processes. */
  59 static struct list all_processes = LIST_INITIALIZER(&all_processes);
  60
  61 static bool sigchld_is_blocked(void);
  62 static void block_sigchld(sigset_t *);
  63 static void unblock_sigchld(const sigset_t *);
  64 static void sigchld_handler(int signr OVS_UNUSED);
  65 static bool is_member(int x, const int *array, size_t);
  66
  67 /* Initializes the process subsystem (if it is not already initialized).  Calls
  68  * exit() if initialization fails.
  69  *
  70  * Calling this function is optional; it will be called automatically by
  71  * process_start() if necessary.  Calling it explicitly allows the client to
  72  * prevent the process from exiting at an unexpected time. */
  73 void
  74 process_init(void)
  75 {
  76     static bool inited;
  77     struct sigaction sa;
  78
  79     if (inited) {
  80         return;
  81     }
  82     inited = true;
  83
  84     /* Create notification pipe. */
  85     xpipe(fds);
  86     set_nonblocking(fds[0]);
  87     set_nonblocking(fds[1]);
  88
  89     /* Set up child termination signal handler. */
  90     memset(&sa, 0, sizeof sa);
  91     sa.sa_handler = sigchld_handler;
  92     sigemptyset(&sa.sa_mask);
  93     sa.sa_flags = SA_NOCLDSTOP | SA_RESTART;
  94     xsigaction(SIGCHLD, &sa, NULL);
  95 }
  96
  97 char *
  98 process_escape_args(char **argv)
  99 {
 100     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
 101     char **argp;
 102     for (argp = argv; *argp; argp++) {
 103         const char *arg = *argp;
 104         const char *p;
 105         if (argp != argv) {
 106             ds_put_char(&ds, ' ');
 107         }
 108         if (arg[strcspn(arg, " \t\r\n\v\\\'\"")]) {
 109             ds_put_char(&ds, '"');
 110             for (p = arg; *p; p++) {
 111                 if (*p == '\\' || *p == '\"') {
 112                     ds_put_char(&ds, '\\');
 113                 }
 114                 ds_put_char(&ds, *p);
 115             }
 116             ds_put_char(&ds, '"');
 117         } else {
 118             ds_put_cstr(&ds, arg);
 119         }
 120     }
 121     return ds_cstr(&ds);
 122 }
 123
 124 /* Prepare to start a process whose command-line arguments are given by the
 125  * null-terminated 'argv' array.  Returns 0 if successful, otherwise a
 126  * positive errno value. */
 127 static int
 128 process_prestart(char **argv)
 129 {
 130     char *binary;
 131
 132     process_init();
 133
 134     /* Log the process to be started. */
 135     if (VLOG_IS_DBG_ENABLED()) {
 136         char *args = process_escape_args(argv);
 137         VLOG_DBG("starting subprocess: %s", args);
 138         free(args);
 139     }
 140
 141     /* execvp() will search PATH too, but the error in that case is more
 142      * obscure, since it is only reported post-fork. */
 143     binary = process_search_path(argv[0]);
 144     if (!binary) {
 145         VLOG_ERR("%s not found in PATH", argv[0]);
 146         return ENOENT;
 147     }
 148     free(binary);
 149
 150     return 0;
 151 }
 152
 153 /* Creates and returns a new struct process with the specified 'name' and
 154  * 'pid'.
 155  *
 156  * This is racy unless SIGCHLD is blocked (and has been blocked since before
 157  * the fork()) that created the subprocess.  */
 158 static struct process *
 159 process_register(const char *name, pid_t pid)
 160 {
 161     struct process *p;
 162     const char *slash;
 163
 164     assert(sigchld_is_blocked());
 165
 166     p = xzalloc(sizeof *p);
 167     p->pid = pid;
 168     slash = strrchr(name, '/');
 169     p->name = xstrdup(slash ? slash + 1 : name);
 170     p->exited = false;
 171
 172     list_push_back(&all_processes, &p->node);
 173
 174     return p;
 175 }
 176
 177 /* Starts a subprocess with the arguments in the null-terminated argv[] array.
 178  * argv[0] is used as the name of the process.  Searches the PATH environment
 179  * variable to find the program to execute.
 180  *
 181  * All file descriptors are closed before executing the subprocess, except for
 182  * fds 0, 1, and 2 and the 'n_keep_fds' fds listed in 'keep_fds'.  Also, any of
 183  * the 'n_null_fds' fds listed in 'null_fds' are replaced by /dev/null.
 184  *
 185  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value indicating the
 186  * error.  If successful, '*pp' is assigned a new struct process that may be
 187  * used to query the process's status.  On failure, '*pp' is set to NULL. */
 188 int
 189 process_start(char **argv,
 190               const int keep_fds[], size_t n_keep_fds,
 191               const int null_fds[], size_t n_null_fds,
 192               struct process **pp)
 193 {
 194     sigset_t oldsigs;
 195     int nullfd;
 196     pid_t pid;
 197     int error;
 198
 199     *pp = NULL;
 200     COVERAGE_INC(process_start);
 201     error = process_prestart(argv);
 202     if (error) {
 203         return error;
 204     }
 205
 206     if (n_null_fds) {
 207         nullfd = get_null_fd();
 208         if (nullfd < 0) {
 209             return -nullfd;
 210         }
 211     } else {
 212         nullfd = -1;
 213     }
 214
 215     block_sigchld(&oldsigs);
 216     pid = fork();
 217     if (pid < 0) {
 218         unblock_sigchld(&oldsigs);
 219         VLOG_WARN("fork failed: %s", strerror(errno));
 220         return errno;
 221     } else if (pid) {
 222         /* Running in parent process. */
 223         *pp = process_register(argv[0], pid);
 224         unblock_sigchld(&oldsigs);
 225         return 0;
 226     } else {
 227         /* Running in child process. */
 228         int fd_max = get_max_fds();
 229         int fd;
 230
 231         fatal_signal_fork();
 232         unblock_sigchld(&oldsigs);
 233         for (fd = 0; fd < fd_max; fd++) {
 234             if (is_member(fd, null_fds, n_null_fds)) {
 235                 dup2(nullfd, fd);
 236             } else if (fd >= 3 && fd != nullfd
 237                        && !is_member(fd, keep_fds, n_keep_fds)) {
 238                 close(fd);
 239             }
 240         }
 241         if (nullfd >= 0
 242             && !is_member(nullfd, keep_fds, n_keep_fds)
 243             && !is_member(nullfd, null_fds, n_null_fds)) {
 244             close(nullfd);
 245         }
 246         execvp(argv[0], argv);
 247         fprintf(stderr, "execvp(\"%s\") failed: %s\n",
 248                 argv[0], strerror(errno));
 249         _exit(1);
 250     }
 251 }
 252
 253 /* Destroys process 'p'. */
 254 void
 255 process_destroy(struct process *p)
 256 {
 257     if (p) {
 258         sigset_t oldsigs;
 259
 260         block_sigchld(&oldsigs);
 261         list_remove(&p->node);
 262         unblock_sigchld(&oldsigs);
 263
 264         free(p->name);
 265         free(p);
 266     }
 267 }
 268
 269 /* Sends signal 'signr' to process 'p'.  Returns 0 if successful, otherwise a
 270  * positive errno value. */
 271 int
 272 process_kill(const struct process *p, int signr)
 273 {
 274     return (p->exited ? ESRCH
 275             : !kill(p->pid, signr) ? 0
 276             : errno);
 277 }
 278
 279 /* Returns the pid of process 'p'. */
 280 pid_t
 281 process_pid(const struct process *p)
 282 {
 283     return p->pid;
 284 }
 285
 286 /* Returns the name of process 'p' (the name passed to process_start() with any
 287  * leading directories stripped). */
 288 const char *
 289 process_name(const struct process *p)
 290 {
 291     return p->name;
 292 }
 293
 294 /* Returns true if process 'p' has exited, false otherwise. */
 295 bool
 296 process_exited(struct process *p)
 297 {
 298     if (p->exited) {
 299         return true;
 300     } else {
 301         char buf[_POSIX_PIPE_BUF];
 302         ignore(read(fds[0], buf, sizeof buf));
 303         return false;
 304     }
 305 }
 306
 307 /* Returns process 'p''s exit status, as reported by waitpid(2).
 308  * process_status(p) may be called only after process_exited(p) has returned
 309  * true. */
 310 int
 311 process_status(const struct process *p)
 312 {
 313     assert(p->exited);
 314     return p->status;
 315 }
 316
 317 int
 318 process_run(char **argv,
 319             const int keep_fds[], size_t n_keep_fds,
 320             const int null_fds[], size_t n_null_fds,
 321             int *status)
 322 {
 323     struct process *p;
 324     int retval;
 325
 326     COVERAGE_INC(process_run);
 327     retval = process_start(argv, keep_fds, n_keep_fds, null_fds, n_null_fds,
 328                            &p);
 329     if (retval) {
 330         *status = 0;
 331         return retval;
 332     }
 333
 334     while (!process_exited(p)) {
 335         process_wait(p);
 336         poll_block();
 337     }
 338     *status = process_status(p);
 339     process_destroy(p);
 340     return 0;
 341 }
 342
 343 /* Given 'status', which is a process status in the form reported by waitpid(2)
 344  * and returned by process_status(), returns a string describing how the
 345  * process terminated.  The caller is responsible for freeing the string when
 346  * it is no longer needed. */
 347 char *
 348 process_status_msg(int status)
 349 {
 350     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
 351     if (WIFEXITED(status)) {
 352         ds_put_format(&ds, "exit status %d", WEXITSTATUS(status));
 353     } else if (WIFSIGNALED(status)) {
 354         ds_put_format(&ds, "killed (%s)", signal_name(WTERMSIG(status)));
 355     } else if (WIFSTOPPED(status)) {
 356         ds_put_format(&ds, "stopped (%s)", signal_name(WSTOPSIG(status)));
 357     } else {
 358         ds_put_format(&ds, "terminated abnormally (%x)", status);
 359     }
 360     if (WCOREDUMP(status)) {
 361         ds_put_cstr(&ds, ", core dumped");
 362     }
 363     return ds_cstr(&ds);
 364 }
 365
 366 /* Causes the next call to poll_block() to wake up when process 'p' has
 367  * exited. */
 368 void
 369 process_wait(struct process *p)
 370 {
 371     if (p->exited) {
 372         poll_immediate_wake();
 373     } else {
 374         poll_fd_wait(fds[0], POLLIN);
 375     }
 376 }
 377
 378 char *
 379 process_search_path(const char *name)
 380 {
 381     char *save_ptr = NULL;
 382     char *path, *dir;
 383     struct stat s;
 384
 385     if (strchr(name, '/') || !getenv("PATH")) {
 386         return stat(name, &s) == 0 ? xstrdup(name) : NULL;
 387     }
 388
 389     path = xstrdup(getenv("PATH"));
 390     for (dir = strtok_r(path, ":", &save_ptr); dir;
 391          dir = strtok_r(NULL, ":", &save_ptr)) {
 392         char *file = xasprintf("%s/%s", dir, name);
 393         if (stat(file, &s) == 0) {
 394             free(path);
 395             return file;
 396         }
 397         free(file);
 398     }
 399     free(path);
 400     return NULL;
 401 }
 402 \f
 403 /* process_run_capture() and supporting functions. */
 404
 405 struct stream {
 406     struct ds log;
 407     int fds[2];
 408 };
 409
 410 static int
 411 stream_open(struct stream *s)
 412 {
 413     ds_init(&s->log);
 414     if (pipe(s->fds)) {
 415         VLOG_WARN("failed to create pipe: %s", strerror(errno));
 416         return errno;
 417     }
 418     set_nonblocking(s->fds[0]);
 419     return 0;
 420 }
 421
 422 static void
 423 stream_read(struct stream *s)
 424 {
 425     if (s->fds[0] < 0) {
 426         return;
 427     }
 428
 429     for (;;) {
 430         char buffer[512];
 431         int error;
 432         size_t n;
 433
 434         error = read_fully(s->fds[0], buffer, sizeof buffer, &n);
 435         ds_put_buffer(&s->log, buffer, n);
 436         if (error) {
 437             if (error == EAGAIN || error == EWOULDBLOCK) {
 438                 return;
 439             } else {
 440                 if (error != EOF) {
 441                     VLOG_WARN("error reading subprocess pipe: %s",
 442                               strerror(error));
 443                 }
 444                 break;
 445             }
 446         } else if (s->log.length > PROCESS_MAX_CAPTURE) {
 447             VLOG_WARN("subprocess output overflowed %d-byte buffer",
 448                       PROCESS_MAX_CAPTURE);
 449             break;
 450         }
 451     }
 452     close(s->fds[0]);
 453     s->fds[0] = -1;
 454 }
 455
 456 static void
 457 stream_wait(struct stream *s)
 458 {
 459     if (s->fds[0] >= 0) {
 460         poll_fd_wait(s->fds[0], POLLIN);
 461     }
 462 }
 463
 464 static void
 465 stream_close(struct stream *s)
 466 {
 467     ds_destroy(&s->log);
 468     if (s->fds[0] >= 0) {
 469         close(s->fds[0]);
 470     }
 471     if (s->fds[1] >= 0) {
 472         close(s->fds[1]);
 473     }
 474 }
 475
 476 /* Starts the process whose arguments are given in the null-terminated array
 477  * 'argv' and waits for it to exit.  On success returns 0 and stores the
 478  * process exit value (suitable for passing to process_status_msg()) in
 479  * '*status'.  On failure, returns a positive errno value and stores 0 in
 480  * '*status'.
 481  *
 482  * If 'stdout_log' is nonnull, then the subprocess's output to stdout (up to a
 483  * limit of PROCESS_MAX_CAPTURE bytes) is captured in a memory buffer, which
 484  * when this function returns 0 is stored as a null-terminated string in
 485  * '*stdout_log'.  The caller is responsible for freeing '*stdout_log' (by
 486  * passing it to free()).  When this function returns an error, '*stdout_log'
 487  * is set to NULL.
 488  *
 489  * If 'stderr_log' is nonnull, then it is treated like 'stdout_log' except
 490  * that it captures the subprocess's output to stderr. */
 491 int
 492 process_run_capture(char **argv, char **stdout_log, char **stderr_log,
 493                     int *status)
 494 {
 495     struct stream s_stdout, s_stderr;
 496     sigset_t oldsigs;
 497     pid_t pid;
 498     int error;
 499
 500     COVERAGE_INC(process_run_capture);
 501     if (stdout_log) {
 502         *stdout_log = NULL;
 503     }
 504     if (stderr_log) {
 505         *stderr_log = NULL;
 506     }
 507     *status = 0;
 508     error = process_prestart(argv);
 509     if (error) {
 510         return error;
 511     }
 512
 513     error = stream_open(&s_stdout);
 514     if (error) {
 515         return error;
 516     }
 517
 518     error = stream_open(&s_stderr);
 519     if (error) {
 520         stream_close(&s_stdout);
 521         return error;
 522     }
 523
 524     block_sigchld(&oldsigs);
 525     pid = fork();
 526     if (pid < 0) {
 527         error = errno;
 528
 529         unblock_sigchld(&oldsigs);
 530         VLOG_WARN("fork failed: %s", strerror(error));
 531
 532         stream_close(&s_stdout);
 533         stream_close(&s_stderr);
 534         *status = 0;
 535         return error;
 536     } else if (pid) {
 537         /* Running in parent process. */
 538         struct process *p;
 539
 540         p = process_register(argv[0], pid);
 541         unblock_sigchld(&oldsigs);
 542
 543         close(s_stdout.fds[1]);
 544         close(s_stderr.fds[1]);
 545         while (!process_exited(p)) {
 546             stream_read(&s_stdout);
 547             stream_read(&s_stderr);
 548
 549             stream_wait(&s_stdout);
 550             stream_wait(&s_stderr);
 551             process_wait(p);
 552             poll_block();
 553         }
 554         stream_read(&s_stdout);
 555         stream_read(&s_stderr);
 556
 557         if (stdout_log) {
 558             *stdout_log = ds_steal_cstr(&s_stdout.log);
 559         }
 560         if (stderr_log) {
 561             *stderr_log = ds_steal_cstr(&s_stderr.log);
 562         }
 563
 564         stream_close(&s_stdout);
 565         stream_close(&s_stderr);
 566
 567         *status = process_status(p);
 568         process_destroy(p);
 569         return 0;
 570     } else {
 571         /* Running in child process. */
 572         int max_fds;
 573         int i;
 574
 575         fatal_signal_fork();
 576         unblock_sigchld(&oldsigs);
 577
 578         dup2(get_null_fd(), 0);
 579         dup2(s_stdout.fds[1], 1);
 580         dup2(s_stderr.fds[1], 2);
 581
 582         max_fds = get_max_fds();
 583         for (i = 3; i < max_fds; i++) {
 584             close(i);
 585         }
 586
 587         execvp(argv[0], argv);
 588         fprintf(stderr, "execvp(\"%s\") failed: %s\n",
 589                 argv[0], strerror(errno));
 590         exit(EXIT_FAILURE);
 591     }
 592 }
 593 \f
 594 static void
 595 sigchld_handler(int signr OVS_UNUSED)
 596 {
 597     struct process *p;
 598
 599     COVERAGE_INC(process_sigchld);
 600     LIST_FOR_EACH (p, node, &all_processes) {
 601         if (!p->exited) {
 602             int retval, status;
 603             do {
 604                 retval = waitpid(p->pid, &status, WNOHANG);
 605             } while (retval == -1 && errno == EINTR);
 606             if (retval == p->pid) {
 607                 p->exited = true;
 608                 p->status = status;
 609             } else if (retval < 0) {
 610                 /* XXX We want to log something but we're in a signal
 611                  * handler. */
 612                 p->exited = true;
 613                 p->status = -1;
 614             }
 615         }
 616     }
 617     ignore(write(fds[1], "", 1));
 618 }
 619
 620 static bool
 621 is_member(int x, const int *array, size_t n)
 622 {
 623     size_t i;
 624
 625     for (i = 0; i < n; i++) {
 626         if (array[i] == x) {
 627             return true;
 628         }
 629     }
 630     return false;
 631 }
 632
 633 static bool
 634 sigchld_is_blocked(void)
 635 {
 636     sigset_t sigs;
 637
 638     xsigprocmask(SIG_SETMASK, NULL, &sigs);
 639     return sigismember(&sigs, SIGCHLD);
 640 }
 641
 642 static void
 643 block_sigchld(sigset_t *oldsigs)
 644 {
 645     sigset_t sigchld;
 646
 647     sigemptyset(&sigchld);
 648     sigaddset(&sigchld, SIGCHLD);
 649     xsigprocmask(SIG_BLOCK, &sigchld, oldsigs);
 650 }
 651
 652 static void
 653 unblock_sigchld(const sigset_t *oldsigs)
 654 {
 655     xsigprocmask(SIG_SETMASK, oldsigs, NULL);
 656 }