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Viewing changes to lib/common/interpret.py

  • Committer: mattgiuca
  • Date: 2008-01-14 06:04:03 UTC
  • Revision ID: svn-v3-trunk0:2b9c9e99-6f39-0410-b283-7f802c844ae2:trunk:227
Added "ignore" property for consoleservice (*.pyc).

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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
 
# NOTE: This script currently disables cookies. This means students will be
25
 
# unable to write session-based or stateful web applications. This is done for
26
 
# security reasons (we do not want the students to see the IVLE cookie of
27
 
# whoever is visiting their pages).
28
 
# This can be resolved but needs careful sanitisation. See fixup_environ.
29
 
 
30
 
from common import studpath
31
 
from common import db
32
 
from common.util import IVLEError, IVLEJailError
33
 
import conf
34
 
import functools
35
 
 
36
 
import os
37
 
import pwd
38
 
import subprocess
39
 
import cgi
40
 
 
41
 
# TODO: Make progressive output work
42
 
# Question: Will having a large buffer size stop progressive output from
43
 
# working on smaller output
44
 
 
45
 
CGI_BLOCK_SIZE = 65535
46
 
 
47
 
uids = {}
48
 
 
49
 
def get_uid(login):
50
 
    """Get the unix uid corresponding to the given login name.
51
 
       If it is not in the dictionary of uids, then consult the
52
 
       database and retrieve an update of the user table."""
53
 
    global uids
54
 
    if login in uids:
55
 
        return uids[login]
56
 
 
57
 
    conn = db.DB()
58
 
    res = conn.get_all('login', ['login', 'unixid'])
59
 
    def repack(flds):
60
 
        return (flds['login'], flds['unixid'])
61
 
    uids = dict(map(repack,res))
62
 
 
63
 
    return uids[login]
64
 
 
65
 
def interpret_file(req, owner, jail_dir, filename, interpreter, gentle=True):
66
 
    """Serves a file by interpreting it using one of IVLE's builtin
67
 
    interpreters. All interpreters are intended to run in the user's jail. The
68
 
    jail location is provided as an argument to the interpreter but it is up
69
 
    to the individual interpreters to create the jail.
70
 
 
71
 
    req: An IVLE request object.
72
 
    owner: Username of the user who owns the file being served.
73
 
    jail_dir: Absolute path to the user's jail.
74
 
    filename: Absolute filename within the user's jail.
75
 
    interpreter: A function object to call.
76
 
    """
77
 
    # We can't test here whether or not the target file actually exists,
78
 
    # because the apache user may not have permission. Instead we have to
79
 
    # rely on the interpreter generating an error.
80
 
    if filename.startswith(os.sep):
81
 
        filename_abs = filename
82
 
        filename_rel = filename[1:]
83
 
    else:
84
 
        filename_abs = os.path.join(os.sep, filename)
85
 
        filename_rel = filename
86
 
 
87
 
    # Get the UID of the owner of the file
88
 
    # (Note: files are executed by their owners, not the logged in user.
89
 
    # This ensures users are responsible for their own programs and also
90
 
    # allows them to be executed by the public).
91
 
    uid = get_uid(owner)
92
 
 
93
 
    # Split up req.path again, this time with respect to the jail
94
 
    (working_dir, _) = os.path.split(filename_abs)
95
 
    # jail_dir is the absolute jail directory.
96
 
    # path is the filename relative to the user's jail.
97
 
    # working_dir is the directory containing the file relative to the user's
98
 
    # jail.
99
 
    # (Note that paths "relative" to the jail actually begin with a '/' as
100
 
    # they are absolute in the jailspace)
101
 
 
102
 
    return interpreter(uid, jail_dir, working_dir, filename_abs, req,
103
 
                       gentle)
104
 
 
105
 
class CGIFlags:
106
 
    """Stores flags regarding the state of reading CGI output.
107
 
       If this is to be gentle, detection of invalid headers will result in an
108
 
       HTML warning."""
109
 
    def __init__(self, begentle=True):
110
 
        self.gentle = begentle
111
 
        self.started_cgi_body = False
112
 
        self.got_cgi_headers = False
113
 
        self.wrote_html_warning = False
114
 
        self.linebuf = ""
115
 
        self.headers = {}       # Header names : values
116
 
 
117
 
def execute_cgi(interpreter, trampoline, uid, jail_dir, working_dir,
118
 
                script_path, req, gentle):
119
 
    """
120
 
    trampoline: Full path on the local system to the CGI wrapper program
121
 
        being executed.
122
 
    uid: User ID of the owner of the file.
123
 
    jail_dir: Absolute path of owner's jail directory.
124
 
    working_dir: Directory containing the script file relative to owner's
125
 
        jail.
126
 
    script_path: CGI script relative to the owner's jail.
127
 
    req: IVLE request object.
128
 
 
129
 
    The called CGI wrapper application shall be called using popen and receive
130
 
    the HTTP body on stdin. It shall receive the CGI environment variables to
131
 
    its environment.
132
 
    """
133
 
 
134
 
    # Get the student program's directory and execute it from that context.
135
 
    (tramp_dir, _) = os.path.split(trampoline)
136
 
 
137
 
    # TODO: Don't create a file if the body length is known to be 0
138
 
    # Write the HTTP body to a temporary file so it can be passed as a *real*
139
 
    # file to popen.
140
 
    f = os.tmpfile()
141
 
    body = req.read()
142
 
    if body is not None:
143
 
        f.write(body)
144
 
        f.flush()
145
 
        f.seek(0)       # Rewind, for reading
146
 
 
147
 
    # Set up the environment
148
 
    # This automatically asks mod_python to load up the CGI variables into the
149
 
    # environment (which is a good first approximation)
150
 
    old_env = os.environ.copy()
151
 
    for k in os.environ.keys():
152
 
        del os.environ[k]
153
 
    for (k,v) in req.get_cgi_environ().items():
154
 
        os.environ[k] = v
155
 
    fixup_environ(req)
156
 
 
157
 
    # usage: tramp uid jail_dir working_dir script_path
158
 
    pid = subprocess.Popen(
159
 
        [trampoline, str(uid), jail_dir, working_dir, interpreter,
160
 
        script_path],
161
 
        stdin=f, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.STDOUT,
162
 
        cwd=tramp_dir)
163
 
 
164
 
    # Restore the environment
165
 
    for k in os.environ.keys():
166
 
        del os.environ[k]
167
 
    for (k,v) in old_env.items():
168
 
        os.environ[k] = v
169
 
 
170
 
    # process_cgi_line: Reads a single line of CGI output and processes it.
171
 
    # Prints to req, and also does fancy HTML warnings if Content-Type
172
 
    # omitted.
173
 
    cgiflags = CGIFlags(gentle)
174
 
 
175
 
    # Read from the process's stdout into req
176
 
    data = pid.stdout.read(CGI_BLOCK_SIZE)
177
 
    while len(data) > 0:
178
 
        process_cgi_output(req, data, cgiflags)
179
 
        data = pid.stdout.read(CGI_BLOCK_SIZE)
180
 
 
181
 
    # If we haven't processed headers yet, now is a good time
182
 
    if not cgiflags.started_cgi_body:
183
 
        process_cgi_output(req, '\n', cgiflags)
184
 
 
185
 
    # If we wrote an HTML warning header, write the footer
186
 
    if cgiflags.wrote_html_warning:
187
 
        req.write("""</pre>
188
 
  </div>
189
 
</body>
190
 
</html>""")
191
 
 
192
 
def process_cgi_output(req, data, cgiflags):
193
 
    """Processes a chunk of CGI output. data is a string of arbitrary length;
194
 
    some arbitrary chunk of output written by the CGI script."""
195
 
    if cgiflags.started_cgi_body:
196
 
        if cgiflags.wrote_html_warning:
197
 
            # HTML escape text if wrote_html_warning
198
 
            req.write(cgi.escape(data))
199
 
        else:
200
 
            req.write(data)
201
 
    else:
202
 
        # Break data into lines of CGI header data. 
203
 
        linebuf = cgiflags.linebuf + data
204
 
        # First see if we can split all header data
205
 
        # We need to get the double CRLF- or LF-terminated headers, whichever
206
 
        # is smaller, as either sequence may appear somewhere in the body.
207
 
        usplit = linebuf.split('\n\n', 1)
208
 
        wsplit = linebuf.split('\r\n\r\n', 1)
209
 
        split = len(usplit[0]) > len(wsplit[0]) and wsplit or usplit
210
 
        if len(split) == 1:
211
 
            # Haven't seen all headers yet. Buffer and come back later.
212
 
            cgiflags.linebuf = linebuf
213
 
            return
214
 
 
215
 
        headers = split[0]
216
 
        data = split[1]
217
 
        cgiflags.linebuf = ""
218
 
        cgiflags.started_cgi_body = True
219
 
        # Process all the header lines
220
 
        split = headers.split('\r\n', 1)
221
 
        if len(split) == 1:
222
 
            split = headers.split('\n', 1)
223
 
        while True:
224
 
            process_cgi_header_line(req, split[0], cgiflags)
225
 
            if len(split) == 1: break
226
 
            headers = split[1]
227
 
            if cgiflags.wrote_html_warning:
228
 
                # We're done with headers. Treat the rest as data.
229
 
                data = headers + '\n' + data
230
 
                break
231
 
            split = headers.split('\r\n', 1)
232
 
            if len(split) == 1:
233
 
                split = headers.split('\n', 1)
234
 
 
235
 
        # Is this an internal IVLE error condition?
236
 
        hs = cgiflags.headers
237
 
        if 'X-IVLE-Error-Type' in hs:
238
 
            t = hs['X-IVLE-Error-Type']
239
 
            if t == IVLEError.__name__:
240
 
                raise IVLEError(int(hs['X-IVLE-Error-Code']),
241
 
                                hs['X-IVLE-Error-Message'])
242
 
            else:
243
 
                try:
244
 
                    raise IVLEJailError(hs['X-IVLE-Error-Type'],
245
 
                                        hs['X-IVLE-Error-Message'],
246
 
                                        hs['X-IVLE-Error-Info'])
247
 
                except KeyError:
248
 
                    raise IVLEError(500, 'bad error headers written by CGI')
249
 
 
250
 
        # Check to make sure the required headers were written
251
 
        if cgiflags.wrote_html_warning or not cgiflags.gentle:
252
 
            # We already reported an error, that's enough
253
 
            pass
254
 
        elif "Content-Type" in cgiflags.headers:
255
 
            pass
256
 
        elif "Location" in cgiflags.headers:
257
 
            if ("Status" in cgiflags.headers and req.status >= 300
258
 
                and req.status < 400):
259
 
                pass
260
 
            else:
261
 
                message = """You did not write a valid status code for
262
 
the given location. To make a redirect, you may wish to try:</p>
263
 
<pre style="margin-left: 1em">Status: 302 Found
264
 
Location: &lt;redirect address&gt;</pre>"""
265
 
                write_html_warning(req, message)
266
 
                cgiflags.wrote_html_warning = True
267
 
        else:
268
 
            message = """You did not print a Content-Type header.
269
 
CGI requires that you print a "Content-Type". You may wish to try:</p>
270
 
<pre style="margin-left: 1em">Content-Type: text/html</pre>"""
271
 
            write_html_warning(req, message)
272
 
            cgiflags.wrote_html_warning = True
273
 
 
274
 
        # Call myself to flush out the extra bit of data we read
275
 
        process_cgi_output(req, data, cgiflags)
276
 
 
277
 
def process_cgi_header_line(req, line, cgiflags):
278
 
    """Process a line of CGI header data. line is a string representing a
279
 
    complete line of text, stripped and without the newline.
280
 
    """
281
 
    try:
282
 
        name, value = line.split(':', 1)
283
 
    except ValueError:
284
 
        # If we are being gentle, we want to help the user understand what
285
 
        # went wrong. Otherwise, we bail out.
286
 
        if not cgiflags.gentle:
287
 
            raise
288
 
        # No colon. The user did not write valid headers.
289
 
        if len(cgiflags.headers) == 0:
290
 
            # First line was not a header line. We can assume this is not
291
 
            # a CGI app.
292
 
            message = """You did not print a CGI header.
293
 
CGI requires that you print a "Content-Type". You may wish to try:</p>
294
 
<pre style="margin-left: 1em">Content-Type: text/html</pre>"""
295
 
        else:
296
 
            # They printed some header at least, but there was an invalid
297
 
            # header.
298
 
            message = """You printed an invalid CGI header. You need to leave
299
 
a blank line after the headers, before writing the page contents."""
300
 
        write_html_warning(req, message)
301
 
        cgiflags.wrote_html_warning = True
302
 
        # Handle the rest of this line as normal data
303
 
        process_cgi_output(req, line + '\n', cgiflags)
304
 
        return
305
 
 
306
 
    # Read CGI headers
307
 
    value = value.strip()
308
 
    if name == "Content-Type":
309
 
        req.content_type = value
310
 
    elif name == "Location":
311
 
        req.location = value
312
 
    elif name == "Status":
313
 
        # Must be an integer, followed by a space, and then the status line
314
 
        # which we ignore (seems like Apache has no way to send a custom
315
 
        # status line).
316
 
        try:
317
 
            req.status = int(value.split(' ', 1)[0])
318
 
        except ValueError:
319
 
            if not cgiflags.gentle:
320
 
                # This isn't user code, so it should be good.
321
 
                # Get us out of here!
322
 
                raise
323
 
            message = """The "Status" CGI header was invalid. You need to
324
 
print a number followed by a message, such as "302 Found"."""
325
 
            write_html_warning(req, message)
326
 
            cgiflags.wrote_html_warning = True
327
 
            # Handle the rest of this line as normal data
328
 
            process_cgi_output(req, line + '\n', cgiflags)
329
 
    else:
330
 
        # Generic HTTP header
331
 
        # FIXME: Security risk letting users write arbitrary headers?
332
 
        req.headers_out[name] = value
333
 
    cgiflags.headers[name] = value
334
 
 
335
 
def write_html_warning(req, text):
336
 
    """Prints an HTML warning about invalid CGI interaction on the part of the
337
 
    user. text may contain HTML markup."""
338
 
    req.content_type = "text/html"
339
 
    req.write("""<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN"
340
 
"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">
341
 
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
342
 
<head>
343
 
  <meta http-equiv="Content-Type"
344
 
    content="text/html; charset=utf-8" />
345
 
</head>
346
 
<body style="margin: 0; padding: 0; font-family: sans-serif;">
347
 
  <div style="background-color: #faa; border-bottom: 1px solid black;
348
 
    padding: 8px;">
349
 
    <p><strong>Warning</strong>: %s
350
 
  </div>
351
 
  <div style="margin: 8px;">
352
 
    <pre>
353
 
""" % text)
354
 
 
355
 
location_cgi_python = os.path.join(conf.ivle_install_dir,
356
 
    "bin/trampoline")
357
 
 
358
 
# Mapping of interpreter names (as given in conf/app/server.py) to
359
 
# interpreter functions.
360
 
 
361
 
interpreter_objects = {
362
 
    'cgi-python'
363
 
        : functools.partial(execute_cgi, "/usr/bin/python",
364
 
            location_cgi_python),
365
 
    # Should also have:
366
 
    # cgi-generic
367
 
    # python-server-page
368
 
}
369
 
 
370
 
def fixup_environ(req):
371
 
    """Assuming os.environ has been written with the CGI variables from
372
 
    apache, make a few changes for security and correctness.
373
 
 
374
 
    Does not modify req, only reads it.
375
 
    """
376
 
    env = os.environ
377
 
    # Comments here are on the heavy side, explained carefully for security
378
 
    # reasons. Please read carefully before making changes.
379
 
 
380
 
    # Remove HTTP_COOKIE. It is a security risk to have students see the IVLE
381
 
    # cookie of their visitors.
382
 
    try:
383
 
        del env['HTTP_COOKIE']
384
 
    except: pass
385
 
 
386
 
    # Remove DOCUMENT_ROOT and SCRIPT_FILENAME. Not part of CGI spec and
387
 
    # exposes unnecessary details about server.
388
 
    try:
389
 
        del env['DOCUMENT_ROOT']
390
 
    except: pass
391
 
    try:
392
 
        del env['SCRIPT_FILENAME']
393
 
    except: pass
394
 
 
395
 
    # Remove PATH. The PATH here is the path on the server machine; not useful
396
 
    # inside the jail. It may be a good idea to add another path, reflecting
397
 
    # the inside of the jail, but not done at this stage.
398
 
    try:
399
 
        del env['PATH']
400
 
    except: pass
401
 
 
402
 
    # Remove SCRIPT_FILENAME. Not part of CGI spec (see SCRIPT_NAME).
403
 
 
404
 
    # PATH_INFO is wrong because the script doesn't physically exist.
405
 
    # Apache makes it relative to the "serve" app. It should actually be made
406
 
    # relative to the student's script.
407
 
    # TODO: At this stage, it is not possible to add a path after the script,
408
 
    # so PATH_INFO is always "".
409
 
    path_info = ""
410
 
    env['PATH_INFO'] = path_info
411
 
 
412
 
    # PATH_TRANSLATED currently points to a non-existant location within the
413
 
    # local web server directory. Instead make it represent a path within the
414
 
    # student jail.
415
 
    (username, _, path_translated) = studpath.url_to_jailpaths(req.path)
416
 
    if len(path_translated) == 0 or path_translated[0] != os.sep:
417
 
        path_translated = os.sep + path_translated
418
 
    env['PATH_TRANSLATED'] = path_translated
419
 
 
420
 
    # CGI specifies that REMOTE_HOST SHOULD be set, and MAY just be set to
421
 
    # REMOTE_ADDR. Since Apache does not appear to set this, set it to
422
 
    # REMOTE_ADDR.
423
 
    if 'REMOTE_HOST' not in env and 'REMOTE_ADDR' in env:
424
 
        env['REMOTE_HOST'] = env['REMOTE_ADDR']
425
 
 
426
 
    # SCRIPT_NAME is the path to the script WITHOUT PATH_INFO.
427
 
    script_name = req.uri
428
 
    if len(path_info) > 0:
429
 
        script_name = script_name[:-len(path_info)]
430
 
    env['SCRIPT_NAME'] = script_name
431
 
 
432
 
    # SERVER_SOFTWARE is actually not Apache but IVLE, since we are
433
 
    # custom-making the CGI request.
434
 
    env['SERVER_SOFTWARE'] = "IVLE/" + str(conf.ivle_version)
435
 
 
436
 
    # Additional environment variables
437
 
    env['HOME'] = os.path.join('/home', username)