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LDP: Update original to LDP v3.79
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1 .\" Copyright (c) 2013, 2014 by Michael Kerrisk <mtk.manpages@gmail.com>
2 .\" and Copyright (c) 2012, 2014 by Eric W. Biederman <ebiederm@xmission.com>
3 .\"
4 .\" %%%LICENSE_START(VERBATIM)
5 .\" Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
6 .\" manual provided the copyright notice and this permission notice are
7 .\" preserved on all copies.
8 .\"
9 .\" Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
10 .\" manual under the conditions for verbatim copying, provided that the
11 .\" entire resulting derived work is distributed under the terms of a
12 .\" permission notice identical to this one.
13 .\"
14 .\" Since the Linux kernel and libraries are constantly changing, this
15 .\" manual page may be incorrect or out-of-date.  The author(s) assume no
16 .\" responsibility for errors or omissions, or for damages resulting from
17 .\" the use of the information contained herein.  The author(s) may not
18 .\" have taken the same level of care in the production of this manual,
19 .\" which is licensed free of charge, as they might when working
20 .\" professionally.
21 .\"
22 .\" Formatted or processed versions of this manual, if unaccompanied by
23 .\" the source, must acknowledge the copyright and authors of this work.
24 .\" %%%LICENSE_END
25 .\"
26 .\"
27 .TH USER_NAMESPACES 7 2014-09-21 "Linux" "Linux Programmer's Manual"
28 .SH NAME
29 user_namespaces \- overview of Linux user namespaces
30 .SH DESCRIPTION
31 For an overview of namespaces, see
32 .BR namespaces (7).
33
34 User namespaces isolate security-related identifiers and attributes,
35 in particular,
36 user IDs and group IDs (see
37 .BR credentials (7)),
38 the root directory,
39 keys (see
40 .BR keyctl (2)),
41 .\" FIXME: This page says very little about the interaction
42 .\" of user namespaces and keys. Add something on this topic.
43 and capabilities (see
44 .BR capabilities (7)).
45 A process's user and group IDs can be different
46 inside and outside a user namespace.
47 In particular,
48 a process can have a normal unprivileged user ID outside a user namespace
49 while at the same time having a user ID of 0 inside the namespace;
50 in other words,
51 the process has full privileges for operations inside the user namespace,
52 but is unprivileged for operations outside the namespace.
53 .\"
54 .\" ============================================================
55 .\"
56 .SS Nested namespaces, namespace membership
57 User namespaces can be nested;
58 that is, each user namespace\(emexcept the initial ("root")
59 namespace\(emhas a parent user namespace,
60 and can have zero or more child user namespaces.
61 The parent user namespace is the user namespace
62 of the process that creates the user namespace via a call to
63 .BR unshare (2)
64 or
65 .BR clone (2)
66 with the
67 .BR CLONE_NEWUSER
68 flag.
69
70 The kernel imposes (since version 3.11) a limit of 32 nested levels of
71 .\" commit 8742f229b635bf1c1c84a3dfe5e47c814c20b5c8
72 user namespaces.
73 .\" FIXME Explain the rationale for this limit. (What is the rationale?)
74 Calls to
75 .BR unshare (2)
76 or
77 .BR clone (2)
78 that would cause this limit to be exceeded fail with the error
79 .BR EUSERS .
80
81 Each process is a member of exactly one user namespace.
82 A process created via
83 .BR fork (2)
84 or
85 .BR clone (2)
86 without the
87 .BR CLONE_NEWUSER
88 flag is a member of the same user namespace as its parent.
89 A single-threaded process can join another user namespace with
90 .BR setns (2)
91 if it has the
92 .BR CAP_SYS_ADMIN
93 in that namespace;
94 upon doing so, it gains a full set of capabilities in that namespace.
95
96 A call to
97 .BR clone (2)
98 or
99 .BR unshare (2)
100 with the
101 .BR CLONE_NEWUSER
102 flag makes the new child process (for
103 .BR clone (2))
104 or the caller (for
105 .BR unshare (2))
106 a member of the new user namespace created by the call.
107 .\"
108 .\" ============================================================
109 .\"
110 .SS Capabilities
111 The child process created by
112 .BR clone (2)
113 with the
114 .BR CLONE_NEWUSER
115 flag starts out with a complete set
116 of capabilities in the new user namespace.
117 Likewise, a process that creates a new user namespace using
118 .BR unshare (2)
119 or joins an existing user namespace using
120 .BR setns (2)
121 gains a full set of capabilities in that namespace.
122 On the other hand,
123 that process has no capabilities in the parent (in the case of
124 .BR clone (2))
125 or previous (in the case of
126 .BR unshare (2)
127 and
128 .BR setns (2))
129 user namespace,
130 even if the new namespace is created or joined by the root user
131 (i.e., a process with user ID 0 in the root namespace).
132
133 Note that a call to
134 .BR execve (2)
135 will cause a process's capabilities to be recalculated in the usual way (see
136 .BR capabilities (7)),
137 so that usually,
138 unless it has a user ID of 0 within the namespace or the executable file
139 has a nonempty inheritable capabilities mask,
140 it will lose all capabilities.
141 See the discussion of user and group ID mappings, below.
142
143 A call to
144 .BR clone (2),
145 .BR unshare (2),
146 or
147 .BR setns (2)
148 using the
149 .BR CLONE_NEWUSER
150 flag sets the "securebits" flags
151 (see
152 .BR capabilities (7))
153 to their default values (all flags disabled) in the child (for
154 .BR clone (2))
155 or caller (for
156 .BR unshare (2),
157 or
158 .BR setns (2)).
159 Note that because the caller no longer has capabilities
160 in its original user namespace after a call to
161 .BR setns (2),
162 it is not possible for a process to reset its "securebits" flags while
163 retaining its user namespace membership by using a pair of
164 .BR setns (2)
165 calls to move to another user namespace and then return to
166 its original user namespace.
167
168 Having a capability inside a user namespace
169 permits a process to perform operations (that require privilege)
170 only on resources governed by that namespace.
171 The rules for determining whether or not a process has a capability
172 in a particular user namespace are as follows:
173 .IP 1. 3
174 A process has a capability inside a user namespace
175 if it is a member of that namespace and
176 it has the capability in its effective capability set.
177 A process can gain capabilities in its effective capability
178 set in various ways.
179 For example, it may execute a set-user-ID program or an
180 executable with associated file capabilities.
181 In addition,
182 a process may gain capabilities via the effect of
183 .BR clone (2),
184 .BR unshare (2),
185 or
186 .BR setns (2),
187 as already described.
188 .\" In the 3.8 sources, see security/commoncap.c::cap_capable():
189 .IP 2.
190 If a process has a capability in a user namespace,
191 then it has that capability in all child (and further removed descendant)
192 namespaces as well.
193 .IP 3.
194 .\" * The owner of the user namespace in the parent of the
195 .\" * user namespace has all caps.
196 When a user namespace is created, the kernel records the effective
197 user ID of the creating process as being the "owner" of the namespace.
198 .\" (and likewise associates the effective group ID of the creating process
199 .\" with the namespace).
200 A process that resides
201 in the parent of the user namespace
202 .\" See kernel commit 520d9eabce18edfef76a60b7b839d54facafe1f9 for a fix
203 .\" on this point
204 and whose effective user ID matches the owner of the namespace
205 has all capabilities in the namespace.
206 .\"     This includes the case where the process executes a set-user-ID
207 .\"     program that confers the effective UID of the creator of the namespace.
208 By virtue of the previous rule,
209 this means that the process has all capabilities in all
210 further removed descendant user namespaces as well.
211 .\"
212 .\" ============================================================
213 .\"
214 .SS Interaction of user namespaces and other types of namespaces
215 Starting in Linux 3.8, unprivileged processes can create user namespaces,
216 and mount, PID, IPC, network, and UTS namespaces can be created with just the
217 .B CAP_SYS_ADMIN
218 capability in the caller's user namespace.
219
220 When a non-user-namespace is created,
221 it is owned by the user namespace in which the creating process
222 was a member at the time of the creation of the namespace.
223 Actions on the non-user-namespace
224 require capabilities in the corresponding user namespace.
225
226 If
227 .BR CLONE_NEWUSER
228 is specified along with other
229 .B CLONE_NEW*
230 flags in a single
231 .BR clone (2)
232 or
233 .BR unshare (2)
234 call, the user namespace is guaranteed to be created first,
235 giving the child
236 .RB ( clone (2))
237 or caller
238 .RB ( unshare (2))
239 privileges over the remaining namespaces created by the call.
240 Thus, it is possible for an unprivileged caller to specify this combination
241 of flags.
242
243 When a new IPC, mount, network, PID, or UTS namespace is created via
244 .BR clone (2)
245 or
246 .BR unshare (2),
247 the kernel records the user namespace of the creating process against
248 the new namespace.
249 (This association can't be changed.)
250 When a process in the new namespace subsequently performs
251 privileged operations that operate on global
252 resources isolated by the namespace,
253 the permission checks are performed according to the process's capabilities
254 in the user namespace that the kernel associated with the new namespace.
255 .\"
256 .\" ============================================================
257 .\"
258 .SS Restrictions on mount namespaces
259
260 Note the following points with respect to mount namespaces:
261 .IP * 3
262 A mount namespace has an owner user namespace.
263 A mount namespace whose owner user namespace is different from
264 the owner user namespace of its parent mount namespace is
265 considered a less privileged mount namespace.
266 .IP *
267 When creating a less privileged mount namespace,
268 shared mounts are reduced to slave mounts.
269 This ensures that mappings performed in less
270 privileged mount namespaces will not propagate to more privileged
271 mount namespaces.
272 .IP *
273 .\" FIXME .
274 .\"     What does "come as a single unit from more privileged mount" mean?
275 Mounts that come as a single unit from more privileged mount are
276 locked together and may not be separated in a less privileged mount
277 namespace.
278 (The
279 .BR unshare (2)
280 .B CLONE_NEWNS
281 operation brings across all of the mounts from the original
282 mount namespace as a single unit,
283 and recursive mounts that propagate between
284 mount namespaces propagate as a single unit.)
285 .IP *
286 The
287 .BR mount (2)
288 flags
289 .BR MS_RDONLY ,
290 .BR MS_NOSUID ,
291 .BR MS_NOEXEC ,
292 and the "atime" flags
293 .RB ( MS_NOATIME ,
294 .BR MS_NODIRATIME ,
295 .BR MS_RELATIME )
296 settings become locked
297 .\" commit 9566d6742852c527bf5af38af5cbb878dad75705
298 .\" Author: Eric W. Biederman <ebiederm@xmission.com>
299 .\" Date:   Mon Jul 28 17:26:07 2014 -0700
300 .\"
301 .\"      mnt: Correct permission checks in do_remount
302 .\"
303 when propagated from a more privileged to
304 a less privileged mount namespace,
305 and may not be changed in the less privileged mount namespace.
306 .IP *
307 .\" (As of 3.18-rc1 (in Al Viro's 2014-08-30 vfs.git#for-next tree))
308 A file or directory that is a mount point in one namespace that is not
309 a mount point in another namespace, may be renamed, unlinked, or removed
310 .RB ( rmdir (2))
311 in the mount namespace in which it is not a mount point
312 (subject to the usual permission checks).
313 .IP
314 Previously, attempting to unlink, rename, or remove a file or directory
315 that was a mount point in another mount namespace would result in the error
316 .BR EBUSY .
317 That behavior had technical problems of enforcement (e.g., for NFS)
318 and permitted denial-of-service attacks against more privileged users.
319 (i.e., preventing individual files from being updated
320 by bind mounting on top of them).
321 .\"
322 .\" ============================================================
323 .\"
324 .SS User and group ID mappings: uid_map and gid_map
325 When a user namespace is created,
326 it starts out without a mapping of user IDs (group IDs)
327 to the parent user namespace.
328 The
329 .IR /proc/[pid]/uid_map
330 and
331 .IR /proc/[pid]/gid_map
332 files (available since Linux 3.5)
333 .\" commit 22d917d80e842829d0ca0a561967d728eb1d6303
334 expose the mappings for user and group IDs
335 inside the user namespace for the process
336 .IR pid .
337 These files can be read to view the mappings in a user namespace and
338 written to (once) to define the mappings.
339
340 The description in the following paragraphs explains the details for
341 .IR uid_map ;
342 .IR gid_map
343 is exactly the same,
344 but each instance of "user ID" is replaced by "group ID".
345
346 The
347 .I uid_map
348 file exposes the mapping of user IDs from the user namespace
349 of the process
350 .IR pid
351 to the user namespace of the process that opened
352 .IR uid_map
353 (but see a qualification to this point below).
354 In other words, processes that are in different user namespaces
355 will potentially see different values when reading from a particular
356 .I uid_map
357 file, depending on the user ID mappings for the user namespaces
358 of the reading processes.
359
360 Each line in the
361 .I uid_map
362 file specifies a 1-to-1 mapping of a range of contiguous
363 user IDs between two user namespaces.
364 (When a user namespace is first created, this file is empty.)
365 The specification in each line takes the form of
366 three numbers delimited by white space.
367 The first two numbers specify the starting user ID in
368 each of the two user namespaces.
369 The third number specifies the length of the mapped range.
370 In detail, the fields are interpreted as follows:
371 .IP (1) 4
372 The start of the range of user IDs in
373 the user namespace of the process
374 .IR pid .
375 .IP (2)
376 The start of the range of user
377 IDs to which the user IDs specified by field one map.
378 How field two is interpreted depends on whether the process that opened
379 .I uid_map
380 and the process
381 .IR pid
382 are in the same user namespace, as follows:
383 .RS
384 .IP a) 3
385 If the two processes are in different user namespaces:
386 field two is the start of a range of
387 user IDs in the user namespace of the process that opened
388 .IR uid_map .
389 .IP b)
390 If the two processes are in the same user namespace:
391 field two is the start of the range of
392 user IDs in the parent user namespace of the process
393 .IR pid .
394 This case enables the opener of
395 .I uid_map
396 (the common case here is opening
397 .IR /proc/self/uid_map )
398 to see the mapping of user IDs into the user namespace of the process
399 that created this user namespace.
400 .RE
401 .IP (3)
402 The length of the range of user IDs that is mapped between the two
403 user namespaces.
404 .PP
405 System calls that return user IDs (group IDs)\(emfor example,
406 .BR getuid (2),
407 .BR getgid (2),
408 and the credential fields in the structure returned by
409 .BR stat (2)\(emreturn
410 the user ID (group ID) mapped into the caller's user namespace.
411
412 When a process accesses a file, its user and group IDs
413 are mapped into the initial user namespace for the purpose of permission
414 checking and assigning IDs when creating a file.
415 When a process retrieves file user and group IDs via
416 .BR stat (2),
417 the IDs are mapped in the opposite direction,
418 to produce values relative to the process user and group ID mappings.
419
420 The initial user namespace has no parent namespace,
421 but, for consistency, the kernel provides dummy user and group
422 ID mapping files for this namespace.
423 Looking at the
424 .I uid_map
425 file
426 .RI ( gid_map
427 is the same) from a shell in the initial namespace shows:
428
429 .in +4n
430 .nf
431 $ \fBcat /proc/$$/uid_map\fP
432          0          0 4294967295
433 .fi
434 .in
435
436 This mapping tells us
437 that the range starting at user ID 0 in this namespace
438 maps to a range starting at 0 in the (nonexistent) parent namespace,
439 and the length of the range is the largest 32-bit unsigned integer.
440 (This deliberately leaves 4294967295 (the 32-bit signed \-1 value) unmapped.
441 This is deliberate:
442 .IR "(uid_t)\ -\1"
443 is used in several interfaces (e.g.,
444 .BR setreuid (2))
445 as a way to specify "no user ID".
446 Leaving
447 .IR "(uid_t)\ -\1"
448 unmapped and unusable guarantees that there will be no
449 confusion when using these interfaces.
450 .\"
451 .\" ============================================================
452 .\"
453 .SS Defining user and group ID mappings: writing to uid_map and gid_map
454 .PP
455 After the creation of a new user namespace, the
456 .I uid_map
457 file of
458 .I one
459 of the processes in the namespace may be written to
460 .I once
461 to define the mapping of user IDs in the new user namespace.
462 An attempt to write more than once to a
463 .I uid_map
464 file in a user namespace fails with the error
465 .BR EPERM .
466 Similar rules apply for
467 .I gid_map
468 files.
469
470 The lines written to
471 .IR uid_map
472 .RI ( gid_map )
473 must conform to the following rules:
474 .IP * 3
475 The three fields must be valid numbers,
476 and the last field must be greater than 0.
477 .IP *
478 Lines are terminated by newline characters.
479 .IP *
480 There is an (arbitrary) limit on the number of lines in the file.
481 As at Linux 3.8, the limit is five lines.
482 In addition, the number of bytes written to
483 the file must be less than the system page size,
484 .\" FIXME(Eric): the restriction "less than" rather than "less than or equal"
485 .\" seems strangely arbitrary. Furthermore, the comment does not agree
486 .\" with the code in kernel/user_namespace.c. Which is correct?
487 and the write must be performed at the start of the file (i.e.,
488 .BR lseek (2)
489 and
490 .BR pwrite (2)
491 can't be used to write to nonzero offsets in the file).
492 .IP *
493 The range of user IDs (group IDs)
494 specified in each line cannot overlap with the ranges
495 in any other lines.
496 In the initial implementation (Linux 3.8), this requirement was
497 satisfied by a simplistic implementation that imposed the further
498 requirement that
499 the values in both field 1 and field 2 of successive lines must be
500 in ascending numerical order,
501 which prevented some otherwise valid maps from being created.
502 Linux 3.9 and later
503 .\" commit 0bd14b4fd72afd5df41e9fd59f356740f22fceba
504 fix this limitation, allowing any valid set of nonoverlapping maps.
505 .IP *
506 At least one line must be written to the file.
507 .PP
508 Writes that violate the above rules fail with the error
509 .BR EINVAL .
510
511 In order for a process to write to the
512 .I /proc/[pid]/uid_map
513 .RI ( /proc/[pid]/gid_map )
514 file, all of the following requirements must be met:
515 .IP 1. 3
516 The writing process must have the
517 .BR CAP_SETUID
518 .RB ( CAP_SETGID )
519 capability in the user namespace of the process
520 .IR pid .
521 .IP 2.
522 The writing process must be in either the user namespace of the process
523 .I pid
524 or inside the parent user namespace of the process
525 .IR pid .
526 .IP 3.
527 The mapped user IDs (group IDs) must in turn have a mapping
528 in the parent user namespace.
529 .IP 4.
530 One of the following is true:
531 .RS
532 .IP * 3
533 The data written to
534 .I uid_map
535 .RI ( gid_map )
536 consists of a single line that maps the writing process's filesystem user ID
537 (group ID) in the parent user namespace to a user ID (group ID)
538 in the user namespace.
539 The usual case here is that this single line provides a mapping for user ID
540 of the process that created the namespace.
541 .IP * 3
542 The opening process has the
543 .BR CAP_SETUID
544 .RB ( CAP_SETGID )
545 capability in the parent user namespace.
546 Thus, a privileged process can make mappings to arbitrary user IDs (group IDs)
547 in the parent user namespace.
548 .RE
549 .PP
550 Writes that violate the above rules fail with the error
551 .BR EPERM .
552 .\"
553 .\" ============================================================
554 .\"
555 .SS Unmapped user and group IDs
556 .PP
557 There are various places where an unmapped user ID (group ID)
558 may be exposed to user space.
559 For example, the first process in a new user namespace may call
560 .BR getuid ()
561 before a user ID mapping has been defined for the namespace.
562 In most such cases, an unmapped user ID is converted
563 .\" from_kuid_munged(), from_kgid_munged()
564 to the overflow user ID (group ID);
565 the default value for the overflow user ID (group ID) is 65534.
566 See the descriptions of
567 .IR /proc/sys/kernel/overflowuid
568 and
569 .IR /proc/sys/kernel/overflowgid
570 in
571 .BR proc (5).
572
573 The cases where unmapped IDs are mapped in this fashion include
574 system calls that return user IDs
575 .RB ( getuid (2),
576 .BR getgid (2),
577 and similar),
578 credentials passed over a UNIX domain socket,
579 .\" also SO_PEERCRED
580 credentials returned by
581 .BR stat (2),
582 .BR waitid (2),
583 and the System V IPC "ctl"
584 .B IPC_STAT
585 operations,
586 credentials exposed by
587 .IR /proc/PID/status
588 and the files in
589 .IR /proc/sysvipc/* ,
590 credentials returned via the
591 .I si_uid
592 field in the
593 .I siginfo_t
594 received with a signal (see
595 .BR sigaction (2)),
596 credentials written to the process accounting file (see
597 .BR acct (5)),
598 and credentials returned with POSIX message queue notifications (see
599 .BR mq_notify (3)).
600
601 There is one notable case where unmapped user and group IDs are
602 .I not
603 .\" from_kuid(), from_kgid()
604 .\" Also F_GETOWNER_UIDS is an exception
605 converted to the corresponding overflow ID value.
606 When viewing a
607 .I uid_map
608 or
609 .I gid_map
610 file in which there is no mapping for the second field,
611 that field is displayed as 4294967295 (\-1 as an unsigned integer);
612 .\"
613 .\" ============================================================
614 .\"
615 .SS Set-user-ID and set-group-ID programs
616 .PP
617 When a process inside a user namespace executes
618 a set-user-ID (set-group-ID) program,
619 the process's effective user (group) ID inside the namespace is changed
620 to whatever value is mapped for the user (group) ID of the file.
621 However, if either the user
622 .I or
623 the group ID of the file has no mapping inside the namespace,
624 the set-user-ID (set-group-ID) bit is silently ignored:
625 the new program is executed,
626 but the process's effective user (group) ID is left unchanged.
627 (This mirrors the semantics of executing a set-user-ID or set-group-ID
628 program that resides on a filesystem that was mounted with the
629 .BR MS_NOSUID
630 flag, as described in
631 .BR mount (2).)
632 .\"
633 .\" ============================================================
634 .\"
635 .SS Miscellaneous
636 .PP
637 When a process's user and group IDs are passed over a UNIX domain socket
638 to a process in a different user namespace (see the description of
639 .B SCM_CREDENTIALS
640 in
641 .BR unix (7)),
642 they are translated into the corresponding values as per the
643 receiving process's user and group ID mappings.
644 .\"
645 .SH CONFORMING TO
646 Namespaces are a Linux-specific feature.
647 .\"
648 .SH NOTES
649 Over the years, there have been a lot of features that have been added
650 to the Linux kernel that have been made available only to privileged users
651 because of their potential to confuse set-user-ID-root applications.
652 In general, it becomes safe to allow the root user in a user namespace to
653 use those features because it is impossible, while in a user namespace,
654 to gain more privilege than the root user of a user namespace has.
655 .\"
656 .\" ============================================================
657 .\"
658 .SS Availability
659 Use of user namespaces requires a kernel that is configured with the
660 .B CONFIG_USER_NS
661 option.
662 User namespaces require support in a range of subsystems across
663 the kernel.
664 When an unsupported subsystem is configured into the kernel,
665 it is not possible to configure user namespaces support.
666
667 As at Linux 3.8, most relevant subsystems supported user namespaces,
668 but a number of filesystems did not have the infrastructure needed
669 to map user and group IDs between user namespaces.
670 Linux 3.9 added the required infrastructure support for many of
671 the remaining unsupported filesystems
672 (Plan 9 (9P), Andrew File System (AFS), Ceph, CIFS, CODA, NFS, and OCFS2).
673 Linux 3.11 added support the last of the unsupported major filesystems,
674 .\" commit d6970d4b726cea6d7a9bc4120814f95c09571fc3
675 XFS.
676 .\"
677 .SH EXAMPLE
678 The program below is designed to allow experimenting with
679 user namespaces, as well as other types of namespaces.
680 It creates namespaces as specified by command-line options and then executes
681 a command inside those namespaces.
682 The comments and
683 .I usage()
684 function inside the program provide a full explanation of the program.
685 The following shell session demonstrates its use.
686
687 First, we look at the run-time environment:
688
689 .in +4n
690 .nf
691 $ \fBuname -rs\fP     # Need Linux 3.8 or later
692 Linux 3.8.0
693 $ \fBid -u\fP         # Running as unprivileged user
694 1000
695 $ \fBid -g\fP
696 1000
697 .fi
698 .in
699
700 Now start a new shell in new user
701 .RI ( \-U ),
702 mount
703 .RI ( \-m ),
704 and PID
705 .RI ( \-p )
706 namespaces, with user ID
707 .RI ( \-M )
708 and group ID
709 .RI ( \-G )
710 1000 mapped to 0 inside the user namespace:
711
712 .in +4n
713 .nf
714 $ \fB./userns_child_exec -p -m -U -M '0 1000 1' -G '0 1000 1' bash\fP
715 .fi
716 .in
717
718 The shell has PID 1, because it is the first process in the new
719 PID namespace:
720
721 .in +4n
722 .nf
723 bash$ \fBecho $$\fP
724 1
725 .fi
726 .in
727
728 Inside the user namespace, the shell has user and group ID 0,
729 and a full set of permitted and effective capabilities:
730
731 .in +4n
732 .nf
733 bash$ \fBcat /proc/$$/status | egrep '^[UG]id'\fP
734 Uid:    0       0       0       0
735 Gid:    0       0       0       0
736 bash$ \fBcat /proc/$$/status | egrep '^Cap(Prm|Inh|Eff)'\fP
737 CapInh: 0000000000000000
738 CapPrm: 0000001fffffffff
739 CapEff: 0000001fffffffff
740 .fi
741 .in
742
743 Mounting a new
744 .I /proc
745 filesystem and listing all of the processes visible
746 in the new PID namespace shows that the shell can't see
747 any processes outside the PID namespace:
748
749 .in +4n
750 .nf
751 bash$ \fBmount -t proc proc /proc\fP
752 bash$ \fBps ax\fP
753   PID TTY      STAT   TIME COMMAND
754     1 pts/3    S      0:00 bash
755    22 pts/3    R+     0:00 ps ax
756 .fi
757 .in
758 .SS Program source
759 \&
760 .nf
761 /* userns_child_exec.c
762
763    Licensed under GNU General Public License v2 or later
764
765    Create a child process that executes a shell command in new
766    namespace(s); allow UID and GID mappings to be specified when
767    creating a user namespace.
768 */
769 #define _GNU_SOURCE
770 #include <sched.h>
771 #include <unistd.h>
772 #include <stdlib.h>
773 #include <sys/wait.h>
774 #include <signal.h>
775 #include <fcntl.h>
776 #include <stdio.h>
777 #include <string.h>
778 #include <limits.h>
779 #include <errno.h>
780
781 /* A simple error\-handling function: print an error message based
782    on the value in \(aqerrno\(aq and terminate the calling process */
783
784 #define errExit(msg)    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); \\
785                         } while (0)
786
787 struct child_args {
788     char **argv;        /* Command to be executed by child, with args */
789     int    pipe_fd[2];  /* Pipe used to synchronize parent and child */
790 };
791
792 static int verbose;
793
794 static void
795 usage(char *pname)
796 {
797     fprintf(stderr, "Usage: %s [options] cmd [arg...]\\n\\n", pname);
798     fprintf(stderr, "Create a child process that executes a shell "
799             "command in a new user namespace,\\n"
800             "and possibly also other new namespace(s).\\n\\n");
801     fprintf(stderr, "Options can be:\\n\\n");
802 #define fpe(str) fprintf(stderr, "    %s", str);
803     fpe("\-i          New IPC namespace\\n");
804     fpe("\-m          New mount namespace\\n");
805     fpe("\-n          New network namespace\\n");
806     fpe("\-p          New PID namespace\\n");
807     fpe("\-u          New UTS namespace\\n");
808     fpe("\-U          New user namespace\\n");
809     fpe("\-M uid_map  Specify UID map for user namespace\\n");
810     fpe("\-G gid_map  Specify GID map for user namespace\\n");
811     fpe("\-z          Map user\(aqs UID and GID to 0 in user namespace\\n");
812     fpe("            (equivalent to: \-M \(aq0 <uid> 1\(aq \-G \(aq0 <gid> 1\(aq)\\n");
813     fpe("\-v          Display verbose messages\\n");
814     fpe("\\n");
815     fpe("If \-z, \-M, or \-G is specified, \-U is required.\\n");
816     fpe("It is not permitted to specify both \-z and either \-M or \-G.\\n");
817     fpe("\\n");
818     fpe("Map strings for \-M and \-G consist of records of the form:\\n");
819     fpe("\\n");
820     fpe("    ID\-inside\-ns   ID\-outside\-ns   len\\n");
821     fpe("\\n");
822     fpe("A map string can contain multiple records, separated"
823         " by commas;\\n");
824     fpe("the commas are replaced by newlines before writing"
825         " to map files.\\n");
826
827     exit(EXIT_FAILURE);
828 }
829
830 /* Update the mapping file \(aqmap_file\(aq, with the value provided in
831    \(aqmapping\(aq, a string that defines a UID or GID mapping. A UID or
832    GID mapping consists of one or more newline\-delimited records
833    of the form:
834
835        ID_inside\-ns    ID\-outside\-ns   length
836
837    Requiring the user to supply a string that contains newlines is
838    of course inconvenient for command\-line use. Thus, we permit the
839    use of commas to delimit records in this string, and replace them
840    with newlines before writing the string to the file. */
841
842 static void
843 update_map(char *mapping, char *map_file)
844 {
845     int fd, j;
846     size_t map_len;     /* Length of \(aqmapping\(aq */
847
848     /* Replace commas in mapping string with newlines */
849
850     map_len = strlen(mapping);
851     for (j = 0; j < map_len; j++)
852         if (mapping[j] == \(aq,\(aq)
853             mapping[j] = \(aq\\n\(aq;
854
855     fd = open(map_file, O_RDWR);
856     if (fd == \-1) {
857         fprintf(stderr, "ERROR: open %s: %s\\n", map_file,
858                 strerror(errno));
859         exit(EXIT_FAILURE);
860     }
861
862     if (write(fd, mapping, map_len) != map_len) {
863         fprintf(stderr, "ERROR: write %s: %s\\n", map_file,
864                 strerror(errno));
865         exit(EXIT_FAILURE);
866     }
867
868     close(fd);
869 }
870
871 static int              /* Start function for cloned child */
872 childFunc(void *arg)
873 {
874     struct child_args *args = (struct child_args *) arg;
875     char ch;
876
877     /* Wait until the parent has updated the UID and GID mappings.
878        See the comment in main(). We wait for end of file on a
879        pipe that will be closed by the parent process once it has
880        updated the mappings. */
881
882     close(args\->pipe_fd[1]);    /* Close our descriptor for the write
883                                    end of the pipe so that we see EOF
884                                    when parent closes its descriptor */
885     if (read(args\->pipe_fd[0], &ch, 1) != 0) {
886         fprintf(stderr,
887                 "Failure in child: read from pipe returned != 0\\n");
888         exit(EXIT_FAILURE);
889     }
890
891     /* Execute a shell command */
892
893     printf("About to exec %s\\n", args\->argv[0]);
894     execvp(args\->argv[0], args\->argv);
895     errExit("execvp");
896 }
897
898 #define STACK_SIZE (1024 * 1024)
899
900 static char child_stack[STACK_SIZE];    /* Space for child\(aqs stack */
901
902 int
903 main(int argc, char *argv[])
904 {
905     int flags, opt, map_zero;
906     pid_t child_pid;
907     struct child_args args;
908     char *uid_map, *gid_map;
909     const int MAP_BUF_SIZE = 100;
910     char map_buf[MAP_BUF_SIZE];
911     char map_path[PATH_MAX];
912
913     /* Parse command\-line options. The initial \(aq+\(aq character in
914        the final getopt() argument prevents GNU\-style permutation
915        of command\-line options. That\(aqs useful, since sometimes
916        the \(aqcommand\(aq to be executed by this program itself
917        has command\-line options. We don\(aqt want getopt() to treat
918        those as options to this program. */
919
920     flags = 0;
921     verbose = 0;
922     gid_map = NULL;
923     uid_map = NULL;
924     map_zero = 0;
925     while ((opt = getopt(argc, argv, "+imnpuUM:G:zv")) != \-1) {
926         switch (opt) {
927         case \(aqi\(aq: flags |= CLONE_NEWIPC;        break;
928         case \(aqm\(aq: flags |= CLONE_NEWNS;         break;
929         case \(aqn\(aq: flags |= CLONE_NEWNET;        break;
930         case \(aqp\(aq: flags |= CLONE_NEWPID;        break;
931         case \(aqu\(aq: flags |= CLONE_NEWUTS;        break;
932         case \(aqv\(aq: verbose = 1;                  break;
933         case \(aqz\(aq: map_zero = 1;                 break;
934         case \(aqM\(aq: uid_map = optarg;             break;
935         case \(aqG\(aq: gid_map = optarg;             break;
936         case \(aqU\(aq: flags |= CLONE_NEWUSER;       break;
937         default:  usage(argv[0]);
938         }
939     }
940
941     /* \-M or \-G without \-U is nonsensical */
942
943     if (((uid_map != NULL || gid_map != NULL || map_zero) &&
944                 !(flags & CLONE_NEWUSER)) ||
945             (map_zero && (uid_map != NULL || gid_map != NULL)))
946         usage(argv[0]);
947
948     args.argv = &argv[optind];
949
950     /* We use a pipe to synchronize the parent and child, in order to
951        ensure that the parent sets the UID and GID maps before the child
952        calls execve(). This ensures that the child maintains its
953        capabilities during the execve() in the common case where we
954        want to map the child\(aqs effective user ID to 0 in the new user
955        namespace. Without this synchronization, the child would lose
956        its capabilities if it performed an execve() with nonzero
957        user IDs (see the capabilities(7) man page for details of the
958        transformation of a process\(aqs capabilities during execve()). */
959
960     if (pipe(args.pipe_fd) == \-1)
961         errExit("pipe");
962
963     /* Create the child in new namespace(s) */
964
965     child_pid = clone(childFunc, child_stack + STACK_SIZE,
966                       flags | SIGCHLD, &args);
967     if (child_pid == \-1)
968         errExit("clone");
969
970     /* Parent falls through to here */
971
972     if (verbose)
973         printf("%s: PID of child created by clone() is %ld\\n",
974                 argv[0], (long) child_pid);
975
976     /* Update the UID and GID maps in the child */
977
978     if (uid_map != NULL || map_zero) {
979         snprintf(map_path, PATH_MAX, "/proc/%ld/uid_map",
980                 (long) child_pid);
981         if (map_zero) {
982             snprintf(map_buf, MAP_BUF_SIZE, "0 %ld 1", (long) getuid());
983             uid_map = map_buf;
984         }
985         update_map(uid_map, map_path);
986     }
987     if (gid_map != NULL || map_zero) {
988         snprintf(map_path, PATH_MAX, "/proc/%ld/gid_map",
989                 (long) child_pid);
990         if (map_zero) {
991             snprintf(map_buf, MAP_BUF_SIZE, "0 %ld 1", (long) getgid());
992             gid_map = map_buf;
993         }
994         update_map(gid_map, map_path);
995     }
996
997     /* Close the write end of the pipe, to signal to the child that we
998        have updated the UID and GID maps */
999
1000     close(args.pipe_fd[1]);
1001
1002     if (waitpid(child_pid, NULL, 0) == \-1)      /* Wait for child */
1003         errExit("waitpid");
1004
1005     if (verbose)
1006         printf("%s: terminating\\n", argv[0]);
1007
1008     exit(EXIT_SUCCESS);
1009 }
1010 .fi
1011 .SH SEE ALSO
1012 .BR newgidmap (1),      \" From the shadow package
1013 .BR newuidmap (1),      \" From the shadow package
1014 .BR clone (2),
1015 .BR setns (2),
1016 .BR unshare (2),
1017 .BR proc (5),
1018 .BR subgid (5),         \" From the shadow package
1019 .BR subuid (5),         \" From the shadow package
1020 .BR credentials (7),
1021 .BR capabilities (7),
1022 .BR namespaces (7),
1023 .BR pid_namespaces (7)
1024 .sp
1025 The kernel source file
1026 .IR Documentation/namespaces/resource-control.txt .
1027 .SH COLOPHON
1028 This page is part of release 3.79 of the Linux
1029 .I man-pages
1030 project.
1031 A description of the project,
1032 information about reporting bugs,
1033 and the latest version of this page,
1034 can be found at
1035 \%http://www.kernel.org/doc/man\-pages/.