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Viewing changes to lib/common/interpret.py

  • Committer: dcoles
  • Date: 2008-02-13 04:10:55 UTC
  • Revision ID: svn-v3-trunk0:2b9c9e99-6f39-0410-b283-7f802c844ae2:trunk:443
Added Forum application along with unmodifed version of phpBB3 "Olympus" 3.0.0

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