This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
pod/perlipc.pod patch
[perl5.git] / ext / Opcode / Safe.pm
1 package Safe;
2
3 require 5.002;
4
5 use strict;
6 use Carp;
7
8 use vars qw($VERSION);
9
10 $VERSION = "2.06";
11
12 use Opcode 1.01, qw(
13     opset opset_to_ops opmask_add
14     empty_opset full_opset invert_opset verify_opset
15     opdesc opcodes opmask define_optag opset_to_hex
16 );
17
18 *ops_to_opset = \&opset;   # Temporary alias for old Penguins
19
20
21 my $default_root  = 0;
22 my $default_share = ['*_']; #, '*main::'];
23
24 sub new {
25     my($class, $root, $mask) = @_;
26     my $obj = {};
27     bless $obj, $class;
28
29     if (defined($root)) {
30         croak "Can't use \"$root\" as root name"
31             if $root =~ /^main\b/ or $root !~ /^\w[:\w]*$/;
32         $obj->{Root}  = $root;
33         $obj->{Erase} = 0;
34     }
35     else {
36         $obj->{Root}  = "Safe::Root".$default_root++;
37         $obj->{Erase} = 1;
38     }
39
40     # use permit/deny methods instead till interface issues resolved
41     # XXX perhaps new Safe 'Root', mask => $mask, foo => bar, ...;
42     croak "Mask parameter to new no longer supported" if defined $mask;
43     $obj->permit_only(':default');
44
45     # We must share $_ and @_ with the compartment or else ops such
46     # as split, length and so on won't default to $_ properly, nor
47     # will passing argument to subroutines work (via @_). In fact,
48     # for reasons I don't completely understand, we need to share
49     # the whole glob *_ rather than $_ and @_ separately, otherwise
50     # @_ in non default packages within the compartment don't work.
51     $obj->share_from('main', $default_share);
52     return $obj;
53 }
54
55 sub DESTROY {
56     my $obj = shift;
57     $obj->erase if $obj->{Erase};
58 }
59
60 sub erase {
61     my $obj= shift;
62     my $pkg = $obj->root();
63     my ($stem, $leaf);
64
65     no strict 'refs';
66     $pkg = "main::$pkg\::";     # expand to full symbol table name
67     ($stem, $leaf) = $pkg =~ m/(.*::)(\w+::)$/;
68
69     # The 'my $foo' is needed! Without it you get an
70     # 'Attempt to free unreferenced scalar' warning!
71     my $stem_symtab = *{$stem}{HASH};
72
73     #warn "erase($pkg) stem=$stem, leaf=$leaf";
74     #warn " stem_symtab hash ".scalar(%$stem_symtab)."\n";
75         # ", join(', ', %$stem_symtab),"\n";
76
77     delete $stem_symtab->{$leaf};
78
79 #    my $leaf_glob   = $stem_symtab->{$leaf};
80 #    my $leaf_symtab = *{$leaf_glob}{HASH};
81 #    warn " leaf_symtab ", join(', ', %$leaf_symtab),"\n";
82 #    %$leaf_symtab = ();
83     #delete $leaf_symtab->{'__ANON__'};
84     #delete $leaf_symtab->{'foo'};
85     #delete $leaf_symtab->{'main::'};
86 #    my $foo = undef ${"$stem\::"}{"$leaf\::"};
87
88     $obj->share_from('main', $default_share);
89     1;
90 }
91
92
93 sub reinit {
94     my $obj= shift;
95     $obj->erase;
96     $obj->share_redo;
97 }
98
99 sub root {
100     my $obj = shift;
101     croak("Safe root method now read-only") if @_;
102     return $obj->{Root};
103 }
104
105
106 sub mask {
107     my $obj = shift;
108     return $obj->{Mask} unless @_;
109     $obj->deny_only(@_);
110 }
111
112 # v1 compatibility methods
113 sub trap   { shift->deny(@_)   }
114 sub untrap { shift->permit(@_) }
115
116 sub deny {
117     my $obj = shift;
118     $obj->{Mask} |= opset(@_);
119 }
120 sub deny_only {
121     my $obj = shift;
122     $obj->{Mask} = opset(@_);
123 }
124
125 sub permit {
126     my $obj = shift;
127     # XXX needs testing
128     $obj->{Mask} &= invert_opset opset(@_);
129 }
130 sub permit_only {
131     my $obj = shift;
132     $obj->{Mask} = invert_opset opset(@_);
133 }
134
135
136 sub dump_mask {
137     my $obj = shift;
138     print opset_to_hex($obj->{Mask}),"\n";
139 }
140
141
142
143 sub share {
144     my($obj, @vars) = @_;
145     $obj->share_from(scalar(caller), \@vars);
146 }
147
148 sub share_from {
149     my $obj = shift;
150     my $pkg = shift;
151     my $vars = shift;
152     my $no_record = shift || 0;
153     my $root = $obj->root();
154     my ($var, $arg);
155     croak("vars not an array ref") unless ref $vars eq 'ARRAY';
156         no strict 'refs';
157     # Check that 'from' package actually exists
158     croak("Package \"$pkg\" does not exist")
159         unless keys %{"$pkg\::"};
160     foreach $arg (@$vars) {
161         # catch some $safe->share($var) errors:
162         croak("'$arg' not a valid symbol table name")
163             unless $arg =~ /^[\$\@%*&]?\w[\w:]*$/
164                 or $arg =~ /^\$\W$/;
165         ($var = $arg) =~ s/^(\W)//;     # get type char
166         # warn "share_from $pkg $1 $var";
167         *{$root."::$var"} = ($1 eq '$') ? \${$pkg."::$var"}
168                           : ($1 eq '@') ? \@{$pkg."::$var"}
169                           : ($1 eq '%') ? \%{$pkg."::$var"}
170                           : ($1 eq '*') ?  *{$pkg."::$var"}
171                           : ($1 eq '&') ? \&{$pkg."::$var"}
172                           : (!$1)       ? \&{$pkg."::$var"}
173                           : croak(qq(Can't share "$1$var" of unknown type));
174     }
175     $obj->share_record($pkg, $vars) unless $no_record or !$vars;
176 }
177
178 sub share_record {
179     my $obj = shift;
180     my $pkg = shift;
181     my $vars = shift;
182     my $shares = \%{$obj->{Shares} ||= {}};
183     # Record shares using keys of $obj->{Shares}. See reinit.
184     @{$shares}{@$vars} = ($pkg) x @$vars if @$vars;
185 }
186 sub share_redo {
187     my $obj = shift;
188     my $shares = \%{$obj->{Shares} ||= {}};
189         my($var, $pkg);
190     while(($var, $pkg) = each %$shares) {
191         # warn "share_redo $pkg\:: $var";
192         $obj->share_from($pkg,  [ $var ], 1);
193     }
194 }
195 sub share_forget {
196     delete shift->{Shares};
197 }
198
199 sub varglob {
200     my ($obj, $var) = @_;
201     no strict 'refs';
202     return *{$obj->root()."::$var"};
203 }
204
205
206 sub reval {
207     my ($obj, $expr, $strict) = @_;
208     my $root = $obj->{Root};
209
210     # Create anon sub ref in root of compartment.
211     # Uses a closure (on $expr) to pass in the code to be executed.
212     # (eval on one line to keep line numbers as expected by caller)
213         my $evalcode = sprintf('package %s; sub { eval $expr; }', $root);
214     my $evalsub;
215
216         if ($strict) { use strict; $evalsub = eval $evalcode; }
217         else         {  no strict; $evalsub = eval $evalcode; }
218
219     return Opcode::_safe_call_sv($root, $obj->{Mask}, $evalsub);
220 }
221
222 sub rdo {
223     my ($obj, $file) = @_;
224     my $root = $obj->{Root};
225
226     my $evalsub = eval
227             sprintf('package %s; sub { do $file }', $root);
228     return Opcode::_safe_call_sv($root, $obj->{Mask}, $evalsub);
229 }
230
231
232 1;
233
234 __DATA__
235
236 =head1 NAME
237
238 Safe - Compile and execute code in restricted compartments
239
240 =head1 SYNOPSIS
241
242   use Safe;
243
244   $compartment = new Safe;
245
246   $compartment->permit(qw(time sort :browse));
247
248   $result = $compartment->reval($unsafe_code);
249
250 =head1 DESCRIPTION
251
252 The Safe extension module allows the creation of compartments
253 in which perl code can be evaluated. Each compartment has
254
255 =over 8
256
257 =item a new namespace
258
259 The "root" of the namespace (i.e. "main::") is changed to a
260 different package and code evaluated in the compartment cannot
261 refer to variables outside this namespace, even with run-time
262 glob lookups and other tricks.
263
264 Code which is compiled outside the compartment can choose to place
265 variables into (or I<share> variables with) the compartment's namespace
266 and only that data will be visible to code evaluated in the
267 compartment.
268
269 By default, the only variables shared with compartments are the
270 "underscore" variables $_ and @_ (and, technically, the less frequently
271 used %_, the _ filehandle and so on). This is because otherwise perl
272 operators which default to $_ will not work and neither will the
273 assignment of arguments to @_ on subroutine entry.
274
275 =item an operator mask
276
277 Each compartment has an associated "operator mask". Recall that
278 perl code is compiled into an internal format before execution.
279 Evaluating perl code (e.g. via "eval" or "do 'file'") causes
280 the code to be compiled into an internal format and then,
281 provided there was no error in the compilation, executed.
282 Code evaulated in a compartment compiles subject to the
283 compartment's operator mask. Attempting to evaulate code in a
284 compartment which contains a masked operator will cause the
285 compilation to fail with an error. The code will not be executed.
286
287 The default operator mask for a newly created compartment is
288 the ':default' optag.
289
290 It is important that you read the Opcode(3) module documentation
291 for more information, especially for detailed definitions of opnames,
292 optags and opsets.
293
294 Since it is only at the compilation stage that the operator mask
295 applies, controlled access to potentially unsafe operations can
296 be achieved by having a handle to a wrapper subroutine (written
297 outside the compartment) placed into the compartment. For example,
298
299     $cpt = new Safe;
300     sub wrapper {
301         # vet arguments and perform potentially unsafe operations
302     }
303     $cpt->share('&wrapper');
304
305 =back
306
307
308 =head1 WARNING
309
310 The authors make B<no warranty>, implied or otherwise, about the
311 suitability of this software for safety or security purposes.
312
313 The authors shall not in any case be liable for special, incidental,
314 consequential, indirect or other similar damages arising from the use
315 of this software.
316
317 Your mileage will vary. If in any doubt B<do not use it>.
318
319
320 =head2 RECENT CHANGES
321
322 The interface to the Safe module has changed quite dramatically since
323 version 1 (as supplied with Perl5.002). Study these pages carefully if
324 you have code written to use Safe version 1 because you will need to
325 makes changes.
326
327
328 =head2 Methods in class Safe
329
330 To create a new compartment, use
331
332     $cpt = new Safe;
333
334 Optional argument is (NAMESPACE), where NAMESPACE is the root namespace
335 to use for the compartment (defaults to "Safe::Root0", incremented for
336 each new compartment).
337
338 Note that version 1.00 of the Safe module supported a second optional
339 parameter, MASK.  That functionality has been withdrawn pending deeper
340 consideration. Use the permit and deny methods described below.
341
342 The following methods can then be used on the compartment
343 object returned by the above constructor. The object argument
344 is implicit in each case.
345
346
347 =over 8
348
349 =item permit (OP, ...)
350
351 Permit the listed operators to be used when compiling code in the
352 compartment (in I<addition> to any operators already permitted).
353
354 =item permit_only (OP, ...)
355
356 Permit I<only> the listed operators to be used when compiling code in
357 the compartment (I<no> other operators are permitted).
358
359 =item deny (OP, ...)
360
361 Deny the listed operators from being used when compiling code in the
362 compartment (other operators may still be permitted).
363
364 =item deny_only (OP, ...)
365
366 Deny I<only> the listed operators from being used when compiling code
367 in the compartment (I<all> other operators will be permitted).
368
369 =item trap (OP, ...)
370
371 =item untrap (OP, ...)
372
373 The trap and untrap methods are synonyms for deny and permit
374 respectfully.
375
376 =item share (NAME, ...)
377
378 This shares the variable(s) in the argument list with the compartment.
379 This is almost identical to exporting variables using the L<Exporter(3)>
380 module.
381
382 Each NAME must be the B<name> of a variable, typically with the leading
383 type identifier included. A bareword is treated as a function name.
384
385 Examples of legal names are '$foo' for a scalar, '@foo' for an
386 array, '%foo' for a hash, '&foo' or 'foo' for a subroutine and '*foo'
387 for a glob (i.e.  all symbol table entries associated with "foo",
388 including scalar, array, hash, sub and filehandle).
389
390 Each NAME is assumed to be in the calling package. See share_from
391 for an alternative method (which share uses).
392
393 =item share_from (PACKAGE, ARRAYREF)
394
395 This method is similar to share() but allows you to explicitly name the
396 package that symbols should be shared from. The symbol names (including
397 type characters) are supplied as an array reference.
398
399     $safe->share_from('main', [ '$foo', '%bar', 'func' ]);
400
401
402 =item varglob (VARNAME)
403
404 This returns a glob reference for the symbol table entry of VARNAME in
405 the package of the compartment. VARNAME must be the B<name> of a
406 variable without any leading type marker. For example,
407
408     $cpt = new Safe 'Root';
409     $Root::foo = "Hello world";
410     # Equivalent version which doesn't need to know $cpt's package name:
411     ${$cpt->varglob('foo')} = "Hello world";
412
413
414 =item reval (STRING)
415
416 This evaluates STRING as perl code inside the compartment.
417
418 The code can only see the compartment's namespace (as returned by the
419 B<root> method). The compartment's root package appears to be the
420 C<main::> package to the code inside the compartment.
421
422 Any attempt by the code in STRING to use an operator which is not permitted
423 by the compartment will cause an error (at run-time of the main program
424 but at compile-time for the code in STRING).  The error is of the form
425 "%s trapped by operation mask operation...".
426
427 If an operation is trapped in this way, then the code in STRING will
428 not be executed. If such a trapped operation occurs or any other
429 compile-time or return error, then $@ is set to the error message, just
430 as with an eval().
431
432 If there is no error, then the method returns the value of the last
433 expression evaluated, or a return statement may be used, just as with
434 subroutines and B<eval()>. The context (list or scalar) is determined
435 by the caller as usual.
436
437 This behaviour differs from the beta distribution of the Safe extension
438 where earlier versions of perl made it hard to mimic the return
439 behaviour of the eval() command and the context was always scalar.
440
441 Some points to note:
442
443 If the entereval op is permitted then the code can use eval "..." to
444 'hide' code which might use denied ops. This is not a major problem
445 since when the code tries to execute the eval it will fail because the
446 opmask is still in effect. However this technique would allow clever,
447 and possibly harmful, code to 'probe' the boundaries of what is
448 possible.
449
450 Any string eval which is executed by code executing in a compartment,
451 or by code called from code executing in a compartment, will be eval'd
452 in the namespace of the compartment. This is potentially a serious
453 problem.
454
455 Consider a function foo() in package pkg compiled outside a compartment
456 but shared with it. Assume the compartment has a root package called
457 'Root'. If foo() contains an eval statement like eval '$foo = 1' then,
458 normally, $pkg::foo will be set to 1.  If foo() is called from the
459 compartment (by whatever means) then instead of setting $pkg::foo, the
460 eval will actually set $Root::pkg::foo.
461
462 This can easily be demonstrated by using a module, such as the Socket
463 module, which uses eval "..." as part of an AUTOLOAD function. You can
464 'use' the module outside the compartment and share an (autoloaded)
465 function with the compartment. If an autoload is triggered by code in
466 the compartment, or by any code anywhere that is called by any means
467 from the compartment, then the eval in the Socket module's AUTOLOAD
468 function happens in the namespace of the compartment. Any variables
469 created or used by the eval'd code are now under the control of
470 the code in the compartment.
471
472 A similar effect applies to I<all> runtime symbol lookups in code
473 called from a compartment but not compiled within it.
474
475
476
477 =item rdo (FILENAME)
478
479 This evaluates the contents of file FILENAME inside the compartment.
480 See above documentation on the B<reval> method for further details.
481
482 =item root (NAMESPACE)
483
484 This method returns the name of the package that is the root of the
485 compartment's namespace.
486
487 Note that this behaviour differs from version 1.00 of the Safe module
488 where the root module could be used to change the namespace. That
489 functionality has been withdrawn pending deeper consideration.
490
491 =item mask (MASK)
492
493 This is a get-or-set method for the compartment's operator mask.
494
495 With no MASK argument present, it returns the current operator mask of
496 the compartment.
497
498 With the MASK argument present, it sets the operator mask for the
499 compartment (equivalent to calling the deny_only method).
500
501 =back
502
503
504 =head2 Some Safety Issues
505
506 This section is currently just an outline of some of the things code in
507 a compartment might do (intentionally or unintentionally) which can
508 have an effect outside the compartment.
509
510 =over 8
511
512 =item Memory
513
514 Consuming all (or nearly all) available memory.
515
516 =item CPU
517
518 Causing infinite loops etc.
519
520 =item Snooping
521
522 Copying private information out of your system. Even something as
523 simple as your user name is of value to others. Much useful information
524 could be gleaned from your environment variables for example.
525
526 =item Signals
527
528 Causing signals (especially SIGFPE and SIGALARM) to affect your process.
529
530 Setting up a signal handler will need to be carefully considered
531 and controlled.  What mask is in effect when a signal handler
532 gets called?  If a user can get an imported function to get an
533 exception and call the user's signal handler, does that user's
534 restricted mask get re-instated before the handler is called?
535 Does an imported handler get called with its original mask or
536 the user's one?
537
538 =item State Changes
539
540 Ops such as chdir obviously effect the process as a whole and not just
541 the code in the compartment. Ops such as rand and srand have a similar
542 but more subtle effect.
543
544 =back
545
546 =head2 AUTHOR
547
548 Originally designed and implemented by Malcolm Beattie,
549 mbeattie@sable.ox.ac.uk.
550
551 Reworked to use the Opcode module and other changes added by Tim Bunce
552 E<lt>F<Tim.Bunce@ig.co.uk>E<gt>.
553
554 =cut
555