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Viewing changes to ivle/interpret.py

  • Committer: William Grant
  • Date: 2010-07-03 08:18:50 UTC
  • Revision ID: grantw@unimelb.edu.au-20100703081850-ygl8vp5nyznf3dnk
Trailing slashes in URLs can now be detected by views accepting subpaths.

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removed removed

Lines of Context:
 
1
# IVLE
 
2
# Copyright (C) 2007-2008 The University of Melbourne
 
3
#
 
4
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
5
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
6
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 
7
# (at your option) any later version.
 
8
#
 
9
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
10
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
11
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
12
# GNU General Public License for more details.
 
13
#
 
14
# You should have received a copy of the GNU General Public License
 
15
# along with this program; if not, write to the Free Software
 
16
# Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
 
17
 
 
18
# Module: Interpret
 
19
# Author: Matt Giuca
 
20
# Date: 18/1/2008
 
21
 
 
22
# Runs a student script in a safe execution environment.
 
23
 
 
24
import ivle
 
25
from ivle import studpath
 
26
from ivle.util import IVLEJailError, split_path
 
27
 
 
28
import functools
 
29
 
 
30
import os
 
31
import pwd
 
32
import subprocess
 
33
import cgi
 
34
 
 
35
# TODO: Make progressive output work
 
36
# Question: Will having a large buffer size stop progressive output from
 
37
# working on smaller output
 
38
 
 
39
CGI_BLOCK_SIZE = 65535
 
40
PATH = "/usr/local/bin:/usr/bin:/bin"
 
41
 
 
42
def interpret_file(req, owner, jail_dir, filename, interpreter, gentle=True):
 
43
    """Serves a file by interpreting it using one of IVLE's builtin
 
44
    interpreters. All interpreters are intended to run in the user's jail. The
 
45
    jail location is provided as an argument to the interpreter but it is up
 
46
    to the individual interpreters to create the jail.
 
47
 
 
48
    req: An IVLE request object.
 
49
    owner: The user who owns the file being served.
 
50
    jail_dir: Absolute path to the user's jail.
 
51
    filename: Absolute filename within the user's jail.
 
52
    interpreter: A function object to call.
 
53
    """
 
54
    # We can't test here whether or not the target file actually exists,
 
55
    # because the apache user may not have permission. Instead we have to
 
56
    # rely on the interpreter generating an error.
 
57
    if filename.startswith(os.sep):
 
58
        filename_abs = filename
 
59
        filename_rel = filename[1:]
 
60
    else:
 
61
        filename_abs = os.path.join(os.sep, filename)
 
62
        filename_rel = filename
 
63
 
 
64
    # (Note: files are executed by their owners, not the logged in user.
 
65
    # This ensures users are responsible for their own programs and also
 
66
    # allows them to be executed by the public).
 
67
 
 
68
    # Split up req.path again, this time with respect to the jail
 
69
    (working_dir, _) = os.path.split(filename_abs)
 
70
    # jail_dir is the absolute jail directory.
 
71
    # path is the filename relative to the user's jail.
 
72
    # working_dir is the directory containing the file relative to the user's
 
73
    # jail.
 
74
    # (Note that paths "relative" to the jail actually begin with a '/' as
 
75
    # they are absolute in the jailspace)
 
76
 
 
77
    return interpreter(owner, jail_dir, working_dir, filename_abs, req,
 
78
                       gentle)
 
79
 
 
80
class CGIFlags:
 
81
    """Stores flags regarding the state of reading CGI output.
 
82
       If this is to be gentle, detection of invalid headers will result in an
 
83
       HTML warning."""
 
84
    def __init__(self, begentle=True):
 
85
        self.gentle = begentle
 
86
        self.started_cgi_body = False
 
87
        self.got_cgi_headers = False
 
88
        self.wrote_html_warning = False
 
89
        self.linebuf = ""
 
90
        self.headers = {}       # Header names : values
 
91
 
 
92
def execute_cgi(interpreter, owner, jail_dir, working_dir, script_path,
 
93
                req, gentle):
 
94
    """
 
95
    trampoline: Full path on the local system to the CGI wrapper program
 
96
        being executed.
 
97
    owner: User object of the owner of the file.
 
98
    jail_dir: Absolute path of owner's jail directory.
 
99
    working_dir: Directory containing the script file relative to owner's
 
100
        jail.
 
101
    script_path: CGI script relative to the owner's jail.
 
102
    req: IVLE request object.
 
103
 
 
104
    The called CGI wrapper application shall be called using popen and receive
 
105
    the HTTP body on stdin. It shall receive the CGI environment variables to
 
106
    its environment.
 
107
    """
 
108
 
 
109
    trampoline = os.path.join(req.config['paths']['lib'], 'trampoline')
 
110
 
 
111
    # Support no-op trampoline runs.
 
112
    if interpreter is None:
 
113
        interpreter = '/bin/true'
 
114
        script_path = ''
 
115
        noop = True
 
116
    else:
 
117
        noop = False
 
118
 
 
119
    # Get the student program's directory and execute it from that context.
 
120
    (tramp_dir, _) = os.path.split(trampoline)
 
121
 
 
122
    # TODO: Don't create a file if the body length is known to be 0
 
123
    # Write the HTTP body to a temporary file so it can be passed as a *real*
 
124
    # file to popen.
 
125
    f = os.tmpfile()
 
126
    body = req.read() if not noop else None
 
127
    if body is not None:
 
128
        f.write(body)
 
129
        f.flush()
 
130
        f.seek(0)       # Rewind, for reading
 
131
 
 
132
    # Set up the environment
 
133
    environ = cgi_environ(req, script_path, owner)
 
134
 
 
135
    # usage: tramp uid jail_dir working_dir script_path
 
136
    cmd_line = [trampoline, str(owner.unixid),
 
137
            req.config['paths']['jails']['mounts'],
 
138
            req.config['paths']['jails']['src'],
 
139
            req.config['paths']['jails']['template'],
 
140
            jail_dir, working_dir, interpreter, script_path]
 
141
    # Popen doesn't like unicode strings. It hateses them.
 
142
    cmd_line = [(s.encode('utf-8') if isinstance(s, unicode) else s)
 
143
                for s in cmd_line]
 
144
    pid = subprocess.Popen(cmd_line,
 
145
        stdin=f, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.STDOUT,
 
146
        cwd=tramp_dir, env=environ)
 
147
 
 
148
    # We don't want any output! Bail out after the process terminates.
 
149
    if noop:
 
150
        pid.communicate()
 
151
        return
 
152
 
 
153
    # process_cgi_line: Reads a single line of CGI output and processes it.
 
154
    # Prints to req, and also does fancy HTML warnings if Content-Type
 
155
    # omitted.
 
156
    cgiflags = CGIFlags(gentle)
 
157
 
 
158
    # Read from the process's stdout into req
 
159
    data = pid.stdout.read(CGI_BLOCK_SIZE)
 
160
    while len(data) > 0:
 
161
        process_cgi_output(req, data, cgiflags)
 
162
        data = pid.stdout.read(CGI_BLOCK_SIZE)
 
163
 
 
164
    # If we haven't processed headers yet, now is a good time
 
165
    if not cgiflags.started_cgi_body:
 
166
        process_cgi_output(req, '\n', cgiflags)
 
167
 
 
168
    # If we wrote an HTML warning header, write the footer
 
169
    if cgiflags.wrote_html_warning:
 
170
        req.write("""</pre>
 
171
  </div>
 
172
</body>
 
173
</html>""")
 
174
 
 
175
def process_cgi_output(req, data, cgiflags):
 
176
    """Processes a chunk of CGI output. data is a string of arbitrary length;
 
177
    some arbitrary chunk of output written by the CGI script."""
 
178
    if cgiflags.started_cgi_body:
 
179
        if cgiflags.wrote_html_warning:
 
180
            # HTML escape text if wrote_html_warning
 
181
            req.write(cgi.escape(data))
 
182
        else:
 
183
            req.write(data)
 
184
    else:
 
185
        # Break data into lines of CGI header data. 
 
186
        linebuf = cgiflags.linebuf + data
 
187
        # First see if we can split all header data
 
188
        # We need to get the double CRLF- or LF-terminated headers, whichever
 
189
        # is smaller, as either sequence may appear somewhere in the body.
 
190
        usplit = linebuf.split('\n\n', 1)
 
191
        wsplit = linebuf.split('\r\n\r\n', 1)
 
192
        split = len(usplit[0]) > len(wsplit[0]) and wsplit or usplit
 
193
        if len(split) == 1:
 
194
            # Haven't seen all headers yet. Buffer and come back later.
 
195
            cgiflags.linebuf = linebuf
 
196
            return
 
197
 
 
198
        headers = split[0]
 
199
        data = split[1]
 
200
        cgiflags.linebuf = ""
 
201
        cgiflags.started_cgi_body = True
 
202
        # Process all the header lines
 
203
        split = headers.split('\r\n', 1)
 
204
        if len(split) == 1:
 
205
            split = headers.split('\n', 1)
 
206
        while True:
 
207
            process_cgi_header_line(req, split[0], cgiflags)
 
208
            if len(split) == 1: break
 
209
            headers = split[1]
 
210
            if cgiflags.wrote_html_warning:
 
211
                # We're done with headers. Treat the rest as data.
 
212
                data = headers + '\n' + data
 
213
                break
 
214
            split = headers.split('\r\n', 1)
 
215
            if len(split) == 1:
 
216
                split = headers.split('\n', 1)
 
217
 
 
218
        # If not executing in gentle mode (which presents CGI violations
 
219
        # to users nicely), check if this an internal IVLE error
 
220
        # condition.
 
221
        if not cgiflags.gentle:
 
222
            hs = cgiflags.headers
 
223
            if 'X-IVLE-Error-Type' in hs:
 
224
                try:
 
225
                    raise IVLEJailError(hs['X-IVLE-Error-Type'],
 
226
                                        hs['X-IVLE-Error-Message'],
 
227
                                        hs['X-IVLE-Error-Info'])
 
228
                except KeyError:
 
229
                    raise AssertionError("Bad error headers written by CGI.")
 
230
 
 
231
        # Check to make sure the required headers were written
 
232
        if cgiflags.wrote_html_warning or not cgiflags.gentle:
 
233
            # We already reported an error, that's enough
 
234
            pass
 
235
        elif "Content-Type" in cgiflags.headers:
 
236
            pass
 
237
        elif "Location" in cgiflags.headers:
 
238
            if ("Status" in cgiflags.headers and req.status >= 300
 
239
                and req.status < 400):
 
240
                pass
 
241
            else:
 
242
                message = """You did not write a valid status code for
 
243
the given location. To make a redirect, you may wish to try:</p>
 
244
<pre style="margin-left: 1em">Status: 302 Found
 
245
Location: &lt;redirect address&gt;</pre>"""
 
246
                write_html_warning(req, message)
 
247
                cgiflags.wrote_html_warning = True
 
248
        else:
 
249
            message = """You did not print a Content-Type header.
 
250
CGI requires that you print a "Content-Type". You may wish to try:</p>
 
251
<pre style="margin-left: 1em">Content-Type: text/html</pre>"""
 
252
            write_html_warning(req, message)
 
253
            cgiflags.wrote_html_warning = True
 
254
 
 
255
        # Call myself to flush out the extra bit of data we read
 
256
        process_cgi_output(req, data, cgiflags)
 
257
 
 
258
def process_cgi_header_line(req, line, cgiflags):
 
259
    """Process a line of CGI header data. line is a string representing a
 
260
    complete line of text, stripped and without the newline.
 
261
    """
 
262
    try:
 
263
        name, value = line.split(':', 1)
 
264
    except ValueError:
 
265
        # No colon. The user did not write valid headers.
 
266
        # If we are being gentle, we want to help the user understand what
 
267
        # went wrong. Otherwise, just admit we screwed up.
 
268
        warning = "Warning"
 
269
        if not cgiflags.gentle:
 
270
            message = """An unexpected server error has occured."""
 
271
            warning = "Error"
 
272
        elif len(cgiflags.headers) == 0:
 
273
            # First line was not a header line. We can assume this is not
 
274
            # a CGI app.
 
275
            message = """You did not print a CGI header.
 
276
CGI requires that you print a "Content-Type". You may wish to try:</p>
 
277
<pre style="margin-left: 1em">Content-Type: text/html</pre>"""
 
278
        else:
 
279
            # They printed some header at least, but there was an invalid
 
280
            # header.
 
281
            message = """You printed an invalid CGI header. You need to leave
 
282
a blank line after the headers, before writing the page contents."""
 
283
        write_html_warning(req, message, warning=warning)
 
284
        cgiflags.wrote_html_warning = True
 
285
        # Handle the rest of this line as normal data
 
286
        process_cgi_output(req, line + '\n', cgiflags)
 
287
        return
 
288
 
 
289
    # Read CGI headers
 
290
    value = value.strip()
 
291
    if name == "Content-Type":
 
292
        req.content_type = value
 
293
    elif name == "Location":
 
294
        req.location = value
 
295
    elif name == "Status":
 
296
        # Must be an integer, followed by a space, and then the status line
 
297
        # which we ignore (seems like Apache has no way to send a custom
 
298
        # status line).
 
299
        try:
 
300
            req.status = int(value.split(' ', 1)[0])
 
301
        except ValueError:
 
302
            if not cgiflags.gentle:
 
303
                # This isn't user code, so it should be good.
 
304
                # Get us out of here!
 
305
                raise
 
306
            message = """The "Status" CGI header was invalid. You need to
 
307
print a number followed by a message, such as "302 Found"."""
 
308
            write_html_warning(req, message)
 
309
            cgiflags.wrote_html_warning = True
 
310
            # Handle the rest of this line as normal data
 
311
            process_cgi_output(req, line + '\n', cgiflags)
 
312
    else:
 
313
        # Generic HTTP header
 
314
        # FIXME: Security risk letting users write arbitrary headers?
 
315
        req.headers_out.add(name, value)
 
316
    cgiflags.headers[name] = value # FIXME: Only the last header will end up here.
 
317
 
 
318
def write_html_warning(req, text, warning="Warning"):
 
319
    """Prints an HTML warning about invalid CGI interaction on the part of the
 
320
    user. text may contain HTML markup."""
 
321
    req.content_type = "text/html"
 
322
    req.write("""<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN"
 
323
"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">
 
324
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
 
325
<head>
 
326
  <meta http-equiv="Content-Type"
 
327
    content="text/html; charset=utf-8" />
 
328
</head>
 
329
<body style="margin: 0; padding: 0; font-family: sans-serif;">
 
330
  <div style="background-color: #faa; border-bottom: 1px solid black;
 
331
    padding: 8px;">
 
332
    <p><strong>%s</strong>: %s
 
333
  </div>
 
334
  <div style="margin: 8px;">
 
335
    <pre>
 
336
""" % (warning, text))
 
337
 
 
338
# Mapping of interpreter names (as given in conf/app/server.py) to
 
339
# interpreter functions.
 
340
 
 
341
interpreter_objects = {
 
342
    'cgi-python'
 
343
        : functools.partial(execute_cgi, "/usr/bin/python"),
 
344
    'noop'
 
345
        : functools.partial(execute_cgi, None),
 
346
    # Should also have:
 
347
    # cgi-generic
 
348
    # python-server-page
 
349
}
 
350
 
 
351
def cgi_environ(req, script_path, user):
 
352
    """Gets CGI variables from apache and makes a few changes for security and 
 
353
    correctness.
 
354
 
 
355
    Does not modify req, only reads it.
 
356
    """
 
357
    env = {}
 
358
    # Comments here are on the heavy side, explained carefully for security
 
359
    # reasons. Please read carefully before making changes.
 
360
    
 
361
    # This automatically asks mod_python to load up the CGI variables into the
 
362
    # environment (which is a good first approximation)
 
363
    for (k,v) in req.get_cgi_environ().items():
 
364
        env[k] = v
 
365
 
 
366
    # Remove DOCUMENT_ROOT and SCRIPT_FILENAME. Not part of CGI spec and
 
367
    # exposes unnecessary details about server.
 
368
    try:
 
369
        del env['DOCUMENT_ROOT']
 
370
    except: pass
 
371
    try:
 
372
        del env['SCRIPT_FILENAME']
 
373
    except: pass
 
374
 
 
375
    # Remove PATH. The PATH here is the path on the server machine; not useful
 
376
    # inside the jail. It may be a good idea to add another path, reflecting
 
377
    # the inside of the jail, but not done at this stage.
 
378
    try:
 
379
        del env['PATH']
 
380
    except: pass
 
381
 
 
382
    # CGI specifies that REMOTE_HOST SHOULD be set, and MAY just be set to
 
383
    # REMOTE_ADDR. Since Apache does not appear to set this, set it to
 
384
    # REMOTE_ADDR.
 
385
    if 'REMOTE_HOST' not in env and 'REMOTE_ADDR' in env:
 
386
        env['REMOTE_HOST'] = env['REMOTE_ADDR']
 
387
 
 
388
    env['PATH_INFO'] = ''
 
389
    del env['PATH_TRANSLATED']
 
390
 
 
391
    normuri = os.path.normpath(req.uri)
 
392
    env['SCRIPT_NAME'] = normuri
 
393
 
 
394
    # SCRIPT_NAME is the path to the script WITHOUT PATH_INFO.
 
395
    # We don't care about these if the script is null (ie. noop).
 
396
    # XXX: We check for /home because we don't want to interfere with
 
397
    # CGIRequest, which fileservice still uses.
 
398
    if script_path and script_path.startswith('/home'):
 
399
        normscript = os.path.normpath(script_path)
 
400
 
 
401
        uri_into_jail = studpath.to_home_path(os.path.normpath(req.path))
 
402
 
 
403
        # PATH_INFO is wrong because the script doesn't physically exist.
 
404
        env['PATH_INFO'] = uri_into_jail[len(normscript):]
 
405
        if len(env['PATH_INFO']) > 0:
 
406
            env['SCRIPT_NAME'] = normuri[:-len(env['PATH_INFO'])]
 
407
 
 
408
    # SERVER_SOFTWARE is actually not Apache but IVLE, since we are
 
409
    # custom-making the CGI request.
 
410
    env['SERVER_SOFTWARE'] = "IVLE/" + ivle.__version__
 
411
 
 
412
    # Additional environment variables
 
413
    username = user.login
 
414
    env['HOME'] = os.path.join('/home', username)
 
415
 
 
416
    return env
 
417
 
 
418
class ExecutionError(Exception):
 
419
    pass
 
420
 
 
421
def execute_raw(config, user, jail_dir, working_dir, binary, args):
 
422
    '''Execute a binary in a user's jail, returning the raw output.
 
423
 
 
424
    The binary is executed in the given working directory with the given
 
425
    args. A tuple of (stdout, stderr) is returned.
 
426
    '''
 
427
 
 
428
    tramp = os.path.join(config['paths']['lib'], 'trampoline')
 
429
    tramp_dir = os.path.split(tramp)[0]
 
430
 
 
431
    # Fire up trampoline. Vroom, vroom.
 
432
    cmd_line = [tramp, str(user.unixid), config['paths']['jails']['mounts'],
 
433
         config['paths']['jails']['src'],
 
434
         config['paths']['jails']['template'],
 
435
         jail_dir, working_dir, binary] + args
 
436
    # Popen doesn't like unicode strings. It hateses them.
 
437
    cmd_line = [(s.encode('utf-8') if isinstance(s, unicode) else s)
 
438
                for s in cmd_line]
 
439
    proc = subprocess.Popen(cmd_line,
 
440
        stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE,
 
441
        stderr=subprocess.PIPE, cwd=tramp_dir, close_fds=True,
 
442
        env={'HOME': os.path.join('/home', user.login),
 
443
             'PATH': PATH,
 
444
             'USER': user.login,
 
445
             'LOGNAME': user.login})
 
446
 
 
447
    (stdout, stderr) = proc.communicate()
 
448
    exitcode = proc.returncode
 
449
 
 
450
    if exitcode != 0:
 
451
        raise ExecutionError('subprocess ended with code %d, stderr: "%s"' %
 
452
                             (exitcode, stderr))
 
453
    return (stdout, stderr)