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Viewing changes to ivle/interpret.py

  • Committer: David Coles
  • Date: 2010-07-20 05:42:59 UTC
  • Revision ID: coles.david@gmail.com-20100720054259-j4xyqagognlis8wh
Added Subversion rename to Filebrowser.

Allows for versioned files to be renamed without having to delete/add them.

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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
    overrides=None):
 
44
    """Serves a file by interpreting it using one of IVLE's builtin
 
45
    interpreters. All interpreters are intended to run in the user's jail. The
 
46
    jail location is provided as an argument to the interpreter but it is up
 
47
    to the individual interpreters to create the jail.
 
48
 
 
49
    req: An IVLE request object.
 
50
    owner: The user who owns the file being served.
 
51
    jail_dir: Absolute path to the user's jail.
 
52
    filename: Absolute filename within the user's jail.
 
53
    interpreter: A function object to call.
 
54
    gentle: ?
 
55
    overrides: A dict mapping env var names to strings, to override arbitrary
 
56
        environment variables in the resulting CGI environent.
 
57
    """
 
58
    # We can't test here whether or not the target file actually exists,
 
59
    # because the apache user may not have permission. Instead we have to
 
60
    # rely on the interpreter generating an error.
 
61
    if filename.startswith(os.sep):
 
62
        filename_abs = filename
 
63
        filename_rel = filename[1:]
 
64
    else:
 
65
        filename_abs = os.path.join(os.sep, filename)
 
66
        filename_rel = filename
 
67
 
 
68
    # (Note: files are executed by their owners, not the logged in user.
 
69
    # This ensures users are responsible for their own programs and also
 
70
    # allows them to be executed by the public).
 
71
 
 
72
    # Split up req.path again, this time with respect to the jail
 
73
    (working_dir, _) = os.path.split(filename_abs)
 
74
    # jail_dir is the absolute jail directory.
 
75
    # path is the filename relative to the user's jail.
 
76
    # working_dir is the directory containing the file relative to the user's
 
77
    # jail.
 
78
    # (Note that paths "relative" to the jail actually begin with a '/' as
 
79
    # they are absolute in the jailspace)
 
80
 
 
81
    return interpreter(owner, jail_dir, working_dir, filename_abs, req,
 
82
                       gentle, overrides=overrides)
 
83
 
 
84
class CGIFlags:
 
85
    """Stores flags regarding the state of reading CGI output.
 
86
       If this is to be gentle, detection of invalid headers will result in an
 
87
       HTML warning."""
 
88
    def __init__(self, begentle=True):
 
89
        self.gentle = begentle
 
90
        self.started_cgi_body = False
 
91
        self.got_cgi_headers = False
 
92
        self.wrote_html_warning = False
 
93
        self.linebuf = ""
 
94
        self.headers = {}       # Header names : values
 
95
 
 
96
def execute_cgi(interpreter, owner, jail_dir, working_dir, script_path,
 
97
                req, gentle, overrides=None):
 
98
    """
 
99
    trampoline: Full path on the local system to the CGI wrapper program
 
100
        being executed.
 
101
    owner: User object of the owner of the file.
 
102
    jail_dir: Absolute path of owner's jail directory.
 
103
    working_dir: Directory containing the script file relative to owner's
 
104
        jail.
 
105
    script_path: CGI script relative to the owner's jail.
 
106
    req: IVLE request object.
 
107
    gentle: ?
 
108
    overrides: A dict mapping env var names to strings, to override arbitrary
 
109
        environment variables in the resulting CGI environent.
 
110
 
 
111
    The called CGI wrapper application shall be called using popen and receive
 
112
    the HTTP body on stdin. It shall receive the CGI environment variables to
 
113
    its environment.
 
114
    """
 
115
 
 
116
    trampoline = os.path.join(req.config['paths']['lib'], 'trampoline')
 
117
 
 
118
    # Support no-op trampoline runs.
 
119
    if interpreter is None:
 
120
        interpreter = '/bin/true'
 
121
        script_path = ''
 
122
        noop = True
 
123
    else:
 
124
        noop = False
 
125
 
 
126
    # Get the student program's directory and execute it from that context.
 
127
    (tramp_dir, _) = os.path.split(trampoline)
 
128
 
 
129
    # TODO: Don't create a file if the body length is known to be 0
 
130
    # Write the HTTP body to a temporary file so it can be passed as a *real*
 
131
    # file to popen.
 
132
    f = os.tmpfile()
 
133
    body = req.read() if not noop else None
 
134
    if body is not None:
 
135
        f.write(body)
 
136
        f.flush()
 
137
        f.seek(0)       # Rewind, for reading
 
138
 
 
139
    # Set up the environment
 
140
    environ = cgi_environ(req, script_path, owner, overrides=overrides)
 
141
 
 
142
    # usage: tramp uid jail_dir working_dir script_path
 
143
    cmd_line = [trampoline, str(owner.unixid),
 
144
            req.config['paths']['jails']['mounts'],
 
145
            req.config['paths']['jails']['src'],
 
146
            req.config['paths']['jails']['template'],
 
147
            jail_dir, working_dir, interpreter, script_path]
 
148
    # Popen doesn't like unicode strings. It hateses them.
 
149
    cmd_line = [(s.encode('utf-8') if isinstance(s, unicode) else s)
 
150
                for s in cmd_line]
 
151
    pid = subprocess.Popen(cmd_line,
 
152
        stdin=f, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.STDOUT,
 
153
        cwd=tramp_dir, env=environ)
 
154
 
 
155
    # We don't want any output! Bail out after the process terminates.
 
156
    if noop:
 
157
        pid.communicate()
 
158
        return
 
159
 
 
160
    # process_cgi_line: Reads a single line of CGI output and processes it.
 
161
    # Prints to req, and also does fancy HTML warnings if Content-Type
 
162
    # omitted.
 
163
    cgiflags = CGIFlags(gentle)
 
164
 
 
165
    # Read from the process's stdout into req
 
166
    data = pid.stdout.read(CGI_BLOCK_SIZE)
 
167
    while len(data) > 0:
 
168
        process_cgi_output(req, data, cgiflags)
 
169
        data = pid.stdout.read(CGI_BLOCK_SIZE)
 
170
 
 
171
    # If we haven't processed headers yet, now is a good time
 
172
    if not cgiflags.started_cgi_body:
 
173
        process_cgi_output(req, '\n', cgiflags)
 
174
 
 
175
    # If we wrote an HTML warning header, write the footer
 
176
    if cgiflags.wrote_html_warning:
 
177
        req.write("""</pre>
 
178
  </div>
 
179
</body>
 
180
</html>""")
 
181
 
 
182
def process_cgi_output(req, data, cgiflags):
 
183
    """Processes a chunk of CGI output. data is a string of arbitrary length;
 
184
    some arbitrary chunk of output written by the CGI script."""
 
185
    if cgiflags.started_cgi_body:
 
186
        if cgiflags.wrote_html_warning:
 
187
            # HTML escape text if wrote_html_warning
 
188
            req.write(cgi.escape(data))
 
189
        else:
 
190
            req.write(data)
 
191
    else:
 
192
        # Break data into lines of CGI header data. 
 
193
        linebuf = cgiflags.linebuf + data
 
194
        # First see if we can split all header data
 
195
        # We need to get the double CRLF- or LF-terminated headers, whichever
 
196
        # is smaller, as either sequence may appear somewhere in the body.
 
197
        usplit = linebuf.split('\n\n', 1)
 
198
        wsplit = linebuf.split('\r\n\r\n', 1)
 
199
        split = len(usplit[0]) > len(wsplit[0]) and wsplit or usplit
 
200
        if len(split) == 1:
 
201
            # Haven't seen all headers yet. Buffer and come back later.
 
202
            cgiflags.linebuf = linebuf
 
203
            return
 
204
 
 
205
        headers = split[0]
 
206
        data = split[1]
 
207
        cgiflags.linebuf = ""
 
208
        cgiflags.started_cgi_body = True
 
209
        # Process all the header lines
 
210
        split = headers.split('\r\n', 1)
 
211
        if len(split) == 1:
 
212
            split = headers.split('\n', 1)
 
213
        while True:
 
214
            process_cgi_header_line(req, split[0], cgiflags)
 
215
            if len(split) == 1: break
 
216
            headers = split[1]
 
217
            if cgiflags.wrote_html_warning:
 
218
                # We're done with headers. Treat the rest as data.
 
219
                data = headers + '\n' + data
 
220
                break
 
221
            split = headers.split('\r\n', 1)
 
222
            if len(split) == 1:
 
223
                split = headers.split('\n', 1)
 
224
 
 
225
        # If not executing in gentle mode (which presents CGI violations
 
226
        # to users nicely), check if this an internal IVLE error
 
227
        # condition.
 
228
        if not cgiflags.gentle:
 
229
            hs = cgiflags.headers
 
230
            if 'X-IVLE-Error-Type' in hs:
 
231
                try:
 
232
                    raise IVLEJailError(hs['X-IVLE-Error-Type'],
 
233
                                        hs['X-IVLE-Error-Message'],
 
234
                                        hs['X-IVLE-Error-Info'])
 
235
                except KeyError:
 
236
                    raise AssertionError("Bad error headers written by CGI.")
 
237
 
 
238
        # Check to make sure the required headers were written
 
239
        if cgiflags.wrote_html_warning or not cgiflags.gentle:
 
240
            # We already reported an error, that's enough
 
241
            pass
 
242
        elif "Content-Type" in cgiflags.headers:
 
243
            pass
 
244
        elif "Location" in cgiflags.headers:
 
245
            if ("Status" in cgiflags.headers and req.status >= 300
 
246
                and req.status < 400):
 
247
                pass
 
248
            else:
 
249
                message = """You did not write a valid status code for
 
250
the given location. To make a redirect, you may wish to try:</p>
 
251
<pre style="margin-left: 1em">Status: 302 Found
 
252
Location: &lt;redirect address&gt;</pre>"""
 
253
                write_html_warning(req, message)
 
254
                cgiflags.wrote_html_warning = True
 
255
        else:
 
256
            message = """You did not print a Content-Type header.
 
257
CGI requires that you print a "Content-Type". You may wish to try:</p>
 
258
<pre style="margin-left: 1em">Content-Type: text/html</pre>"""
 
259
            write_html_warning(req, message)
 
260
            cgiflags.wrote_html_warning = True
 
261
 
 
262
        # Call myself to flush out the extra bit of data we read
 
263
        process_cgi_output(req, data, cgiflags)
 
264
 
 
265
def process_cgi_header_line(req, line, cgiflags):
 
266
    """Process a line of CGI header data. line is a string representing a
 
267
    complete line of text, stripped and without the newline.
 
268
    """
 
269
    try:
 
270
        name, value = line.split(':', 1)
 
271
    except ValueError:
 
272
        # No colon. The user did not write valid headers.
 
273
        # If we are being gentle, we want to help the user understand what
 
274
        # went wrong. Otherwise, just admit we screwed up.
 
275
        warning = "Warning"
 
276
        if not cgiflags.gentle:
 
277
            message = """An unexpected server error has occured."""
 
278
            warning = "Error"
 
279
        elif len(cgiflags.headers) == 0:
 
280
            # First line was not a header line. We can assume this is not
 
281
            # a CGI app.
 
282
            message = """You did not print a CGI header.
 
283
CGI requires that you print a "Content-Type". You may wish to try:</p>
 
284
<pre style="margin-left: 1em">Content-Type: text/html</pre>"""
 
285
        else:
 
286
            # They printed some header at least, but there was an invalid
 
287
            # header.
 
288
            message = """You printed an invalid CGI header. You need to leave
 
289
a blank line after the headers, before writing the page contents."""
 
290
        write_html_warning(req, message, warning=warning)
 
291
        cgiflags.wrote_html_warning = True
 
292
        # Handle the rest of this line as normal data
 
293
        process_cgi_output(req, line + '\n', cgiflags)
 
294
        return
 
295
 
 
296
    # Check if CGI field-name is valid
 
297
    CGI_SEPERATORS = set(['(', ')', '<', '>', '@', ',', ';', ':', '\\', '"',
 
298
            '/', '[', ']', '?', '=', '{', '}', ' ', '\t'])
 
299
    if any((char in CGI_SEPERATORS for char in name)):
 
300
        warning = "Warning"
 
301
        if not cgiflags.gentle:
 
302
            message = """An unexpected server error has occured."""
 
303
            warning = "Error"
 
304
        else:
 
305
            # Header contained illegal characters
 
306
            message = """You printed an invalid CGI header. CGI header
 
307
            field-names can not contain any of the following characters: 
 
308
            <code>( ) &lt; &gt; @ , ; : \\ " / [ ] ? = { } <em>SPACE 
 
309
            TAB</em></code>."""
 
310
        write_html_warning(req, message, warning=warning)
 
311
        cgiflags.wrote_html_warning = True
 
312
        # Handle the rest of this line as normal data
 
313
        process_cgi_output(req, line + '\n', cgiflags)
 
314
        return
 
315
 
 
316
    # Read CGI headers
 
317
    value = value.strip()
 
318
    if name == "Content-Type":
 
319
        req.content_type = value
 
320
    elif name == "Location":
 
321
        req.location = value
 
322
    elif name == "Status":
 
323
        # Must be an integer, followed by a space, and then the status line
 
324
        # which we ignore (seems like Apache has no way to send a custom
 
325
        # status line).
 
326
        try:
 
327
            req.status = int(value.split(' ', 1)[0])
 
328
        except ValueError:
 
329
            if not cgiflags.gentle:
 
330
                # This isn't user code, so it should be good.
 
331
                # Get us out of here!
 
332
                raise
 
333
            message = """The "Status" CGI header was invalid. You need to
 
334
print a number followed by a message, such as "302 Found"."""
 
335
            write_html_warning(req, message)
 
336
            cgiflags.wrote_html_warning = True
 
337
            # Handle the rest of this line as normal data
 
338
            process_cgi_output(req, line + '\n', cgiflags)
 
339
    else:
 
340
        # Generic HTTP header
 
341
        # FIXME: Security risk letting users write arbitrary headers?
 
342
        req.headers_out.add(name, value)
 
343
    cgiflags.headers[name] = value # FIXME: Only the last header will end up here.
 
344
 
 
345
def write_html_warning(req, text, warning="Warning"):
 
346
    """Prints an HTML warning about invalid CGI interaction on the part of the
 
347
    user. text may contain HTML markup."""
 
348
    req.content_type = "text/html"
 
349
    req.write("""<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN"
 
350
"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">
 
351
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
 
352
<head>
 
353
  <meta http-equiv="Content-Type"
 
354
    content="text/html; charset=utf-8" />
 
355
</head>
 
356
<body style="margin: 0; padding: 0; font-family: sans-serif;">
 
357
  <div style="background-color: #faa; border-bottom: 1px solid black;
 
358
    padding: 8px;">
 
359
    <p><strong>%s</strong>: %s
 
360
  </div>
 
361
  <div style="margin: 8px;">
 
362
    <pre>
 
363
""" % (warning, text))
 
364
 
 
365
# Mapping of interpreter names (as given in conf/app/server.py) to
 
366
# interpreter functions.
 
367
 
 
368
interpreter_objects = {
 
369
    'cgi-python'
 
370
        : functools.partial(execute_cgi, "/usr/bin/python"),
 
371
    'noop'
 
372
        : functools.partial(execute_cgi, None),
 
373
    # Should also have:
 
374
    # cgi-generic
 
375
    # python-server-page
 
376
}
 
377
 
 
378
def cgi_environ(req, script_path, user, overrides=None):
 
379
    """Gets CGI variables from apache and makes a few changes for security and 
 
380
    correctness.
 
381
 
 
382
    Does not modify req, only reads it.
 
383
 
 
384
    overrides: A dict mapping env var names to strings, to override arbitrary
 
385
        environment variables in the resulting CGI environent.
 
386
    """
 
387
    env = {}
 
388
    # Comments here are on the heavy side, explained carefully for security
 
389
    # reasons. Please read carefully before making changes.
 
390
    
 
391
    # This automatically asks mod_python to load up the CGI variables into the
 
392
    # environment (which is a good first approximation)
 
393
    for (k,v) in req.get_cgi_environ().items():
 
394
        env[k] = v
 
395
 
 
396
    # Remove DOCUMENT_ROOT and SCRIPT_FILENAME. Not part of CGI spec and
 
397
    # exposes unnecessary details about server.
 
398
    try:
 
399
        del env['DOCUMENT_ROOT']
 
400
    except: pass
 
401
    try:
 
402
        del env['SCRIPT_FILENAME']
 
403
    except: pass
 
404
 
 
405
    # Remove PATH. The PATH here is the path on the server machine; not useful
 
406
    # inside the jail. It may be a good idea to add another path, reflecting
 
407
    # the inside of the jail, but not done at this stage.
 
408
    try:
 
409
        del env['PATH']
 
410
    except: pass
 
411
 
 
412
    # CGI specifies that REMOTE_HOST SHOULD be set, and MAY just be set to
 
413
    # REMOTE_ADDR. Since Apache does not appear to set this, set it to
 
414
    # REMOTE_ADDR.
 
415
    if 'REMOTE_HOST' not in env and 'REMOTE_ADDR' in env:
 
416
        env['REMOTE_HOST'] = env['REMOTE_ADDR']
 
417
 
 
418
    env['PATH_INFO'] = ''
 
419
    del env['PATH_TRANSLATED']
 
420
 
 
421
    normuri = os.path.normpath(req.uri)
 
422
    env['SCRIPT_NAME'] = normuri
 
423
 
 
424
    # SCRIPT_NAME is the path to the script WITHOUT PATH_INFO.
 
425
    # We don't care about these if the script is null (ie. noop).
 
426
    # XXX: We check for /home because we don't want to interfere with
 
427
    # CGIRequest, which fileservice still uses.
 
428
    if script_path and script_path.startswith('/home'):
 
429
        normscript = os.path.normpath(script_path)
 
430
 
 
431
        uri_into_jail = studpath.to_home_path(os.path.normpath(req.path))
 
432
 
 
433
        # PATH_INFO is wrong because the script doesn't physically exist.
 
434
        env['PATH_INFO'] = uri_into_jail[len(normscript):]
 
435
        if len(env['PATH_INFO']) > 0:
 
436
            env['SCRIPT_NAME'] = normuri[:-len(env['PATH_INFO'])]
 
437
 
 
438
    # SERVER_SOFTWARE is actually not Apache but IVLE, since we are
 
439
    # custom-making the CGI request.
 
440
    env['SERVER_SOFTWARE'] = "IVLE/" + ivle.__version__
 
441
 
 
442
    # Additional environment variables
 
443
    username = user.login
 
444
    env['HOME'] = os.path.join('/home', username)
 
445
 
 
446
    if overrides is not None:
 
447
        env.update(overrides)
 
448
    return env
 
449
 
 
450
class ExecutionError(Exception):
 
451
    pass
 
452
 
 
453
def execute_raw(config, user, jail_dir, working_dir, binary, args):
 
454
    '''Execute a binary in a user's jail, returning the raw output.
 
455
 
 
456
    The binary is executed in the given working directory with the given
 
457
    args. A tuple of (stdout, stderr) is returned.
 
458
    '''
 
459
 
 
460
    tramp = os.path.join(config['paths']['lib'], 'trampoline')
 
461
    tramp_dir = os.path.split(tramp)[0]
 
462
 
 
463
    # Fire up trampoline. Vroom, vroom.
 
464
    cmd_line = [tramp, str(user.unixid), config['paths']['jails']['mounts'],
 
465
         config['paths']['jails']['src'],
 
466
         config['paths']['jails']['template'],
 
467
         jail_dir, working_dir, binary] + args
 
468
    # Popen doesn't like unicode strings. It hateses them.
 
469
    cmd_line = [(s.encode('utf-8') if isinstance(s, unicode) else s)
 
470
                for s in cmd_line]
 
471
    proc = subprocess.Popen(cmd_line,
 
472
        stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE,
 
473
        stderr=subprocess.PIPE, cwd=tramp_dir, close_fds=True,
 
474
        env={'HOME': os.path.join('/home', user.login),
 
475
             'PATH': PATH,
 
476
             'USER': user.login,
 
477
             'LOGNAME': user.login})
 
478
 
 
479
    (stdout, stderr) = proc.communicate()
 
480
    exitcode = proc.returncode
 
481
 
 
482
    if exitcode != 0:
 
483
        raise ExecutionError('subprocess ended with code %d, stderr: "%s"' %
 
484
                             (exitcode, stderr))
 
485
    return (stdout, stderr)