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# Namespace de PID
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## Informações Básicas
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O namespace de PID (Process IDentifier) é um recurso no kernel do Linux que fornece isolamento de processos, permitindo que um grupo de processos tenha seu próprio conjunto de PIDs exclusivos, separados dos PIDs em outros namespaces. Isso é particularmente útil na containerização, onde o isolamento de processos é essencial para segurança e gerenciamento de recursos.
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Quando um novo namespace de PID é criado, o primeiro processo nesse namespace é atribuído ao PID 1. Esse processo se torna o processo "init" do novo namespace e é responsável por gerenciar outros processos dentro do namespace. Cada processo subsequente criado dentro do namespace terá um PID único dentro desse namespace, e esses PIDs serão independentes dos PIDs em outros namespaces.
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Do ponto de vista de um processo dentro de um namespace de PID, ele só pode ver outros processos no mesmo namespace. Ele não tem conhecimento de processos em outros namespaces e não pode interagir com eles usando ferramentas tradicionais de gerenciamento de processos (por exemplo, `kill`, `wait`, etc.). Isso fornece um nível de isolamento que ajuda a evitar que processos interfiram uns com os outros.
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### Como funciona:
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1. Quando um novo processo é criado (por exemplo, usando a chamada de sistema `clone()`), o processo pode ser atribuído a um namespace de PID novo ou existente. **Se um novo namespace for criado, o processo se torna o processo "init" desse namespace**.
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2. O **kernel** mantém um **mapeamento entre os PIDs no novo namespace e os PIDs correspondentes** no namespace pai (ou seja, o namespace do qual o novo namespace foi criado). Esse mapeamento **permite que o kernel traduza os PIDs quando necessário**, como ao enviar sinais entre processos em diferentes namespaces.
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3. **Processos dentro de um namespace de PID só podem ver e interagir com outros processos no mesmo namespace**. Eles não têm conhecimento de processos em outros namespaces, e seus PIDs são únicos dentro de seu namespace.
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4. Quando um **namespace de PID é destruído** (por exemplo, quando o processo "init" do namespace sai), **todos os processos dentro desse namespace são terminados**. Isso garante que todos os recursos associados ao namespace sejam devidamente limpos.
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## Laboratório:
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### Criar diferentes Namespaces
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#### CLI
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```bash
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sudo unshare -pf --mount-proc /bin/bash
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```
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<summary>Erro: bash: fork: Não é possível alocar memória</summary>
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Quando `unshare` é executado sem a opção `-f`, um erro é encontrado devido à forma como o Linux lida com os novos namespaces de PID (Process ID). Os detalhes-chave e a solução são descritos abaixo:
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1. **Explicação do Problema**:
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- O kernel do Linux permite que um processo crie novos namespaces usando a chamada de sistema `unshare`. No entanto, o processo que inicia a criação de um novo namespace de PID (referido como o processo "unshare") não entra no novo namespace; apenas seus processos filhos o fazem.
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- Executar `%unshare -p /bin/bash%` inicia `/bin/bash` no mesmo processo que `unshare`. Consequentemente, `/bin/bash` e seus processos filhos estão no namespace PID original.
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- O primeiro processo filho do `/bin/bash` no novo namespace se torna o PID 1. Quando este processo sai, ele desencadeia a limpeza do namespace se não houver outros processos, pois o PID 1 tem o papel especial de adotar processos órfãos. O kernel do Linux então desabilitará a alocação de PID nesse namespace.
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2. **Consequência**:
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- A saída do PID 1 em um novo namespace leva à limpeza da flag `PIDNS_HASH_ADDING`. Isso resulta na função `alloc_pid` falhando em alocar um novo PID ao criar um novo processo, produzindo o erro "Cannot allocate memory".
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3. **Solução**:
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- O problema pode ser resolvido usando a opção `-f` com `unshare`. Essa opção faz com que `unshare` bifurque um novo processo após criar o novo namespace de PID.
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- Executar `%unshare -fp /bin/bash%` garante que o comando `unshare` em si se torne o PID 1 no novo namespace. `/bin/bash` e seus processos filhos são então seguramente contidos dentro desse novo namespace, evitando a saída prematura do PID 1 e permitindo a alocação normal de PID.
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Ao garantir que `unshare` seja executado com a flag `-f`, o novo namespace de PID é mantido corretamente, permitindo que `/bin/bash` e seus sub-processos operem sem encontrar o erro de alocação de memória.
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Ao montar uma nova instância do sistema de arquivos `/proc` se você usar o parâmetro `--mount-proc`, você garante que o novo namespace de montagem tenha uma **visão precisa e isolada das informações de processo específicas daquele namespace**.
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#### Docker
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```bash
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docker run -ti --name ubuntu1 -v /usr:/ubuntu1 ubuntu bash
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```
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### Verifique em qual namespace estão seus processos
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```bash
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ls -l /proc/self/ns/pid
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lrwxrwxrwx 1 root root 0 Apr 3 18:45 /proc/self/ns/pid -> 'pid:[4026532412]'
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```
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### Encontrar todos os namespaces de PID
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{% code overflow="wrap" %}
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```bash
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sudo find /proc -maxdepth 3 -type l -name pid -exec readlink {} \; 2>/dev/null | sort -u
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```
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{% endcode %}
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Observe que o usuário root do namespace PID inicial (padrão) pode ver todos os processos, mesmo aqueles em novos namespaces PID, é por isso que podemos ver todos os namespaces PID.
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### Entrar dentro de um namespace PID
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```bash
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nsenter -t TARGET_PID --pid /bin/bash
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```
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Quando você entra em um namespace PID a partir do namespace padrão, ainda será capaz de ver todos os processos. E o processo desse PID ns será capaz de ver o novo bash no PID ns.
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Além disso, você só pode **entrar em outro namespace de PID se for root**. E você **não pode** **entrar** em outro namespace **sem um descritor** apontando para ele (como `/proc/self/ns/pid`)
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## Referências
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* [https://stackoverflow.com/questions/44666700/unshare-pid-bin-bash-fork-cannot-allocate-memory](https://stackoverflow.com/questions/44666700/unshare-pid-bin-bash-fork-cannot-allocate-memory)
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