box/box.c

   1 /*
   2  *      A Simple Sandbox for MO-Eval
   3  *
   4  *      (c) 2001--2008 Martin Mares <mj@ucw.cz>
   5  */
   6
   7 #define _LARGEFILE64_SOURCE
   8 #define _GNU_SOURCE
   9
  10 #include <errno.h>
  11 #include <stdio.h>
  12 #include <fcntl.h>
  13 #include <stdlib.h>
  14 #include <string.h>
  15 #include <stdarg.h>
  16 #include <unistd.h>
  17 #include <getopt.h>
  18 #include <time.h>
  19 #include <sys/wait.h>
  20 #include <sys/user.h>
  21 #include <sys/time.h>
  22 #include <sys/ptrace.h>
  23 #include <sys/signal.h>
  24 #include <sys/sysinfo.h>
  25 #include <sys/syscall.h>
  26 #include <sys/resource.h>
  27
  28 #define NONRET __attribute__((noreturn))
  29 #define UNUSED __attribute__((unused))
  30 #define ARRAY_SIZE(a) (int)(sizeof(a)/sizeof(a[0]))
  31
  32 static int filter_syscalls;             /* 0=off, 1=liberal, 2=totalitarian */
  33 static int timeout;                     /* milliseconds */
  34 static int wall_timeout;
  35 static int pass_environ;
  36 static int file_access;
  37 static int verbose;
  38 static int memory_limit;
  39 static char *redir_stdin, *redir_stdout, *redir_stderr;
  40 static char *set_cwd;
  41
  42 static pid_t box_pid;
  43 static int is_ptraced;
  44 static volatile int timer_tick;
  45 static struct timeval start_time;
  46 static int ticks_per_sec;
  47 static int exec_seen;
  48 static int partial_line;
  49
  50 static void die(char *msg, ...) NONRET;
  51
  52 /*** Meta-files ***/
  53
  54 static FILE *metafile;
  55
  56 static void
  57 meta_open(const char *name)
  58 {
  59   if (!strcmp(name, "-"))
  60     {
  61       metafile = stdout;
  62       return;
  63     }
  64   metafile = fopen(name, "w");
  65   if (!metafile)
  66     die("Failed to open metafile '%s'",name);
  67 }
  68
  69 static void
  70 meta_close(void)
  71 {
  72   if (metafile && metafile != stdout)
  73     fclose(metafile);
  74 }
  75
  76 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
  77 meta_printf(const char *fmt, ...)
  78 {
  79   if (!metafile)
  80     return;
  81
  82   va_list args;
  83   va_start(args, fmt);
  84   vfprintf(metafile, fmt, args);
  85   va_end(args);
  86 }
  87
  88 static int total_ms, wall_ms;
  89
  90 static void
  91 final_stats(struct rusage *rus)
  92 {
  93   struct timeval total, now, wall;
  94   timeradd(&rus->ru_utime, &rus->ru_stime, &total);
  95   total_ms = total.tv_sec*1000 + total.tv_usec/1000;
  96   gettimeofday(&now, NULL);
  97   timersub(&now, &start_time, &wall);
  98   wall_ms = wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
  99
 100   meta_printf("time:%d.%03d\n", total_ms/1000, total_ms%1000);
 101   meta_printf("time-wall:%d.%03d\n", wall_ms/1000, wall_ms%1000);
 102 }
 103
 104 /*** Messages and exits ***/
 105
 106 static void NONRET
 107 box_exit(int rc)
 108 {
 109   if (box_pid > 0)
 110     {
 111       if (is_ptraced)
 112         ptrace(PTRACE_KILL, box_pid);
 113       kill(-box_pid, SIGKILL);
 114       kill(box_pid, SIGKILL);
 115
 116       struct rusage rus;
 117       int stat;
 118       int p = wait4(box_pid, &stat, 0, &rus);
 119       if (p < 0)
 120         fprintf(stderr, "UGH: Lost track of the process\n");
 121       else
 122         final_stats(&rus);
 123     }
 124   meta_close();
 125   exit(rc);
 126 }
 127
 128 static void
 129 flush_line(void)
 130 {
 131   if (partial_line)
 132     fputc('\n', stderr);
 133   partial_line = 0;
 134 }
 135
 136 /* Report an error of the sandbox itself */
 137 static void NONRET __attribute__((format(printf,1,2)))
 138 die(char *msg, ...)
 139 {
 140   va_list args;
 141   va_start(args, msg);
 142   flush_line();
 143   char buf[1024];
 144   vsnprintf(buf, sizeof(buf), msg, args);
 145   meta_printf("status:XX\nmessage:%s\n", buf);
 146   fputs(buf, stderr);
 147   fputc('\n', stderr);
 148   box_exit(2);
 149 }
 150
 151 /* Report an error of the program inside the sandbox */
 152 static void NONRET __attribute__((format(printf,1,2)))
 153 err(char *msg, ...)
 154 {
 155   va_list args;
 156   va_start(args, msg);
 157   flush_line();
 158   if (msg[0] && msg[1] && msg[2] == ':' && msg[3] == ' ')
 159     {
 160       meta_printf("status:%c%c\n", msg[0], msg[1]);
 161       msg += 4;
 162     }
 163   char buf[1024];
 164   vsnprintf(buf, sizeof(buf), msg, args);
 165   meta_printf("message:%s\n", buf);
 166   fputs(buf, stderr);
 167   fputc('\n', stderr);
 168   box_exit(1);
 169 }
 170
 171 /* Write a message, but only if in verbose mode */
 172 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
 173 msg(char *msg, ...)
 174 {
 175   va_list args;
 176   va_start(args, msg);
 177   if (verbose)
 178     {
 179       int len = strlen(msg);
 180       if (len > 0)
 181         partial_line = (msg[len-1] != '\n');
 182       vfprintf(stderr, msg, args);
 183       fflush(stderr);
 184     }
 185   va_end(args);
 186 }
 187
 188 static void *
 189 xmalloc(size_t size)
 190 {
 191   void *p = malloc(size);
 192   if (!p)
 193     die("Out of memory");
 194   return p;
 195 }
 196
 197 /*** Syscall rules ***/
 198
 199 static const char * const syscall_names[] = {
 200 #include "box/syscall-table.h"
 201 };
 202 #define NUM_SYSCALLS ARRAY_SIZE(syscall_names)
 203 #define NUM_ACTIONS (NUM_SYSCALLS+64)
 204
 205 enum action {
 206   A_DEFAULT,            // Use the default action
 207   A_NO,                 // Always forbid
 208   A_YES,                // Always permit
 209   A_FILENAME,           // Permit if arg1 is a known filename
 210   A_LIBERAL = 128,      // Valid only in liberal mode
 211 };
 212
 213 static unsigned char syscall_action[NUM_ACTIONS] = {
 214 #define S(x) [__NR_##x]
 215
 216     // Syscalls permitted for specific file names
 217     S(open) = A_FILENAME,
 218     S(creat) = A_FILENAME,
 219     S(unlink) = A_FILENAME,
 220     S(oldstat) = A_FILENAME,
 221     S(access) = A_FILENAME,
 222     S(oldlstat) = A_FILENAME,
 223     S(truncate) = A_FILENAME,
 224     S(stat) = A_FILENAME,
 225     S(lstat) = A_FILENAME,
 226     S(truncate64) = A_FILENAME,
 227     S(stat64) = A_FILENAME,
 228     S(lstat64) = A_FILENAME,
 229     S(readlink) = A_FILENAME,
 230
 231     // Syscalls permitted always
 232     S(exit) = A_YES,
 233     S(read) = A_YES,
 234     S(write) = A_YES,
 235     S(close) = A_YES,
 236     S(lseek) = A_YES,
 237     S(getpid) = A_YES,
 238     S(getuid) = A_YES,
 239     S(oldfstat) = A_YES,
 240     S(dup) = A_YES,
 241     S(brk) = A_YES,
 242     S(getgid) = A_YES,
 243     S(geteuid) = A_YES,
 244     S(getegid) = A_YES,
 245     S(dup2) = A_YES,
 246     S(ftruncate) = A_YES,
 247     S(fstat) = A_YES,
 248     S(personality) = A_YES,
 249     S(_llseek) = A_YES,
 250     S(readv) = A_YES,
 251     S(writev) = A_YES,
 252     S(getresuid) = A_YES,
 253 #ifdef __NR_pread64
 254     S(pread64) = A_YES,
 255     S(pwrite64) = A_YES,
 256 #else
 257     S(pread) = A_YES,
 258     S(pwrite) = A_YES,
 259 #endif
 260     S(ftruncate64) = A_YES,
 261     S(fstat64) = A_YES,
 262     S(fcntl) = A_YES,
 263     S(fcntl64) = A_YES,
 264     S(mmap) = A_YES,
 265     S(munmap) = A_YES,
 266     S(ioctl) = A_YES,
 267     S(uname) = A_YES,
 268     S(gettid) = A_YES,
 269     S(set_thread_area) = A_YES,
 270     S(get_thread_area) = A_YES,
 271     S(set_tid_address) = A_YES,
 272     S(exit_group) = A_YES,
 273
 274     // Syscalls permitted only in liberal mode
 275     S(time) = A_YES | A_LIBERAL,
 276     S(alarm) = A_YES | A_LIBERAL,
 277     S(pause) = A_YES | A_LIBERAL,
 278     S(signal) = A_YES | A_LIBERAL,
 279     S(fchmod) = A_YES | A_LIBERAL,
 280     S(sigaction) = A_YES | A_LIBERAL,
 281     S(sgetmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 282     S(ssetmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 283     S(sigsuspend) = A_YES | A_LIBERAL,
 284     S(sigpending) = A_YES | A_LIBERAL,
 285     S(getrlimit) = A_YES | A_LIBERAL,
 286     S(getrusage) = A_YES | A_LIBERAL,
 287     S(ugetrlimit) = A_YES | A_LIBERAL,
 288     S(gettimeofday) = A_YES | A_LIBERAL,
 289     S(select) = A_YES | A_LIBERAL,
 290     S(readdir) = A_YES | A_LIBERAL,
 291     S(setitimer) = A_YES | A_LIBERAL,
 292     S(getitimer) = A_YES | A_LIBERAL,
 293     S(sigreturn) = A_YES | A_LIBERAL,
 294     S(mprotect) = A_YES | A_LIBERAL,
 295     S(sigprocmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 296     S(getdents) = A_YES | A_LIBERAL,
 297     S(getdents64) = A_YES | A_LIBERAL,
 298     S(_newselect) = A_YES | A_LIBERAL,
 299     S(fdatasync) = A_YES | A_LIBERAL,
 300     S(mremap) = A_YES | A_LIBERAL,
 301     S(poll) = A_YES | A_LIBERAL,
 302     S(getcwd) = A_YES | A_LIBERAL,
 303     S(nanosleep) = A_YES | A_LIBERAL,
 304     S(rt_sigreturn) = A_YES | A_LIBERAL,
 305     S(rt_sigaction) = A_YES | A_LIBERAL,
 306     S(rt_sigprocmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 307     S(rt_sigpending) = A_YES | A_LIBERAL,
 308     S(rt_sigtimedwait) = A_YES | A_LIBERAL,
 309     S(rt_sigqueueinfo) = A_YES | A_LIBERAL,
 310     S(rt_sigsuspend) = A_YES | A_LIBERAL,
 311     S(mmap2) = A_YES | A_LIBERAL,
 312     S(_sysctl) = A_YES | A_LIBERAL,
 313 #undef S
 314 };
 315
 316 static const char *
 317 syscall_name(unsigned int id, char *buf)
 318 {
 319   if (id < NUM_SYSCALLS && syscall_names[id])
 320     return syscall_names[id];
 321   else
 322     {
 323       sprintf(buf, "#%d", id);
 324       return buf;
 325     }
 326 }
 327
 328 static int
 329 syscall_by_name(char *name)
 330 {
 331   for (unsigned int i=0; i<NUM_SYSCALLS; i++)
 332     if (syscall_names[i] && !strcmp(syscall_names[i], name))
 333       return i;
 334   if (name[0] == '#')
 335     name++;
 336   if (!*name)
 337     return -1;
 338   char *ep;
 339   unsigned long l = strtoul(name, &ep, 0);
 340   if (*ep)
 341     return -1;
 342   if (l >= NUM_ACTIONS)
 343     return NUM_ACTIONS;
 344   return l;
 345 }
 346
 347 static int
 348 set_syscall_action(char *a)
 349 {
 350   char *sep = strchr(a, '=');
 351   enum action act = A_YES;
 352   if (sep)
 353     {
 354       *sep++ = 0;
 355       if (!strcmp(sep, "yes"))
 356         act = A_YES;
 357       else if (!strcmp(sep, "no"))
 358         act = A_NO;
 359       else if (!strcmp(sep, "file"))
 360         act = A_FILENAME;
 361       else
 362         return 0;
 363     }
 364
 365   int sys = syscall_by_name(a);
 366   if (sys < 0)
 367     die("Unknown syscall `%s'", a);
 368   if (sys >= NUM_ACTIONS)
 369     die("Syscall `%s' out of range", a);
 370   syscall_action[sys] = act;
 371   return 1;
 372 }
 373
 374 /*** Path rules ***/
 375
 376 struct path_rule {
 377   char *path;
 378   enum action action;
 379   struct path_rule *next;
 380 };
 381
 382 static struct path_rule default_path_rules[] = {
 383   { "/etc/", A_YES },
 384   { "/lib/", A_YES },
 385   { "/usr/lib/", A_YES },
 386   { "/opt/lib/", A_YES },
 387   { "/usr/share/zoneinfo/", A_YES },
 388   { "/usr/share/locale/", A_YES },
 389   { "/dev/null", A_YES },
 390   { "/dev/zero", A_YES },
 391   { "/proc/meminfo", A_YES },
 392   { "/proc/self/stat", A_YES },
 393   { "/proc/self/exe", A_YES },                  // Needed by FPC 2.0.x runtime
 394 };
 395
 396 static struct path_rule *user_path_rules;
 397 static struct path_rule **last_path_rule = &user_path_rules;
 398
 399 static int
 400 set_path_action(char *a)
 401 {
 402   char *sep = strchr(a, '=');
 403   enum action act = A_YES;
 404   if (sep)
 405     {
 406       *sep++ = 0;
 407       if (!strcmp(sep, "yes"))
 408         act = A_YES;
 409       else if (!strcmp(sep, "no"))
 410         act = A_NO;
 411       else
 412         return 0;
 413     }
 414
 415   struct path_rule *r = xmalloc(sizeof(*r) + strlen(a) + 1);
 416   r->path = (char *)(r+1);
 417   strcpy(r->path, a);
 418   r->action = act;
 419   r->next = NULL;
 420   *last_path_rule = r;
 421   last_path_rule = &r->next;
 422   return 1;
 423 }
 424
 425 static enum action
 426 match_path_rule(struct path_rule *r, char *path)
 427 {
 428   char *rr = r->path;
 429   while (*rr)
 430     if (*rr++ != *path++)
 431       {
 432         if (rr[-1] == '/' && !path[-1])
 433           break;
 434         return A_DEFAULT;
 435       }
 436   if (rr > r->path && rr[-1] != '/' && *path)
 437     return A_DEFAULT;
 438   return r->action;
 439 }
 440
 441 /*** Environment rules ***/
 442
 443 struct env_rule {
 444   char *var;                    // Variable to match
 445   char *val;                    // ""=clear, NULL=inherit
 446   int var_len;
 447   struct env_rule *next;
 448 };
 449
 450 static struct env_rule *first_env_rule;
 451 static struct env_rule **last_env_rule = &first_env_rule;
 452
 453 static struct env_rule default_env_rules[] = {
 454   { "LIBC_FATAL_STDERR_", "1" }
 455 };
 456
 457 static int
 458 set_env_action(char *a0)
 459 {
 460   struct env_rule *r = xmalloc(sizeof(*r) + strlen(a0) + 1);
 461   char *a = (char *)(r+1);
 462   strcpy(a, a0);
 463
 464   char *sep = strchr(a, '=');
 465   if (sep == a)
 466     return 0;
 467   r->var = a;
 468   if (sep)
 469     {
 470       *sep++ = 0;
 471       r->val = sep;
 472     }
 473   else
 474     r->val = NULL;
 475   *last_env_rule = r;
 476   last_env_rule = &r->next;
 477   r->next = NULL;
 478   return 1;
 479 }
 480
 481 static int
 482 match_env_var(char *env_entry, struct env_rule *r)
 483 {
 484   if (strncmp(env_entry, r->var, r->var_len))
 485     return 0;
 486   return (env_entry[r->var_len] == '=');
 487 }
 488
 489 static void
 490 apply_env_rule(char **env, int *env_sizep, struct env_rule *r)
 491 {
 492   // First remove the variable if already set
 493   int pos = 0;
 494   while (pos < *env_sizep && !match_env_var(env[pos], r))
 495     pos++;
 496   if (pos < *env_sizep)
 497     {
 498       (*env_sizep)--;
 499       env[pos] = env[*env_sizep];
 500       env[*env_sizep] = NULL;
 501     }
 502
 503   // What is the new value?
 504   char *new;
 505   if (r->val)
 506     {
 507       if (!r->val[0])
 508         return;
 509       new = xmalloc(r->var_len + 1 + strlen(r->val) + 1);
 510       sprintf(new, "%s=%s", r->var, r->val);
 511     }
 512   else
 513     {
 514       pos = 0;
 515       while (environ[pos] && !match_env_var(environ[pos], r))
 516         pos++;
 517       if (!(new = environ[pos]))
 518         return;
 519     }
 520
 521   // Add it at the end of the array
 522   env[(*env_sizep)++] = new;
 523   env[*env_sizep] = NULL;
 524 }
 525
 526 static char **
 527 setup_environment(void)
 528 {
 529   // Link built-in rules with user rules
 530   for (int i=ARRAY_SIZE(default_env_rules)-1; i >= 0; i--)
 531     {
 532       default_env_rules[i].next = first_env_rule;
 533       first_env_rule = &default_env_rules[i];
 534     }
 535
 536   // Scan the original environment
 537   char **orig_env = environ;
 538   int orig_size = 0;
 539   while (orig_env[orig_size])
 540     orig_size++;
 541
 542   // For each rule, reserve one more slot and calculate length
 543   int num_rules = 0;
 544   for (struct env_rule *r = first_env_rule; r; r=r->next)
 545     {
 546       num_rules++;
 547       r->var_len = strlen(r->var);
 548     }
 549
 550   // Create a new environment
 551   char **env = xmalloc((orig_size + num_rules + 1) * sizeof(char *));
 552   int size;
 553   if (pass_environ)
 554     {
 555       memcpy(env, environ, orig_size * sizeof(char *));
 556       size = orig_size;
 557     }
 558   else
 559     size = 0;
 560   env[size] = NULL;
 561
 562   // Apply the rules one by one
 563   for (struct env_rule *r = first_env_rule; r; r=r->next)
 564     apply_env_rule(env, &size, r);
 565
 566   // Return the new env and pass some gossip
 567   if (verbose > 1)
 568     {
 569       fprintf(stderr, "Passing environment:\n");
 570       for (int i=0; env[i]; i++)
 571         fprintf(stderr, "\t%s\n", env[i]);
 572     }
 573   return env;
 574 }
 575
 576 /*** Syscall checks ***/
 577
 578 static void
 579 valid_filename(unsigned long addr)
 580 {
 581   char namebuf[4096], *p, *end;
 582   static int mem_fd;
 583
 584   if (!file_access)
 585     err("FA: File access forbidden");
 586   if (file_access >= 9)
 587     return;
 588
 589   if (!mem_fd)
 590     {
 591       sprintf(namebuf, "/proc/%d/mem", (int) box_pid);
 592       mem_fd = open(namebuf, O_RDONLY);
 593       if (mem_fd < 0)
 594         die("open(%s): %m", namebuf);
 595     }
 596   p = end = namebuf;
 597   do
 598     {
 599       if (p >= end)
 600         {
 601           int remains = PAGE_SIZE - (addr & (PAGE_SIZE-1));
 602           int l = namebuf + sizeof(namebuf) - end;
 603           if (l > remains)
 604             l = remains;
 605           if (!l)
 606             err("FA: Access to file with name too long");
 607           if (lseek64(mem_fd, addr, SEEK_SET) < 0)
 608             die("lseek64(mem): %m");
 609           remains = read(mem_fd, end, l);
 610           if (remains < 0)
 611             die("read(mem): %m");
 612           if (!remains)
 613             err("FA: Access to file with name out of memory");
 614           end += l;
 615           addr += l;
 616         }
 617     }
 618   while (*p++);
 619
 620   msg("[%s] ", namebuf);
 621   if (file_access >= 3)
 622     return;
 623
 624   // Everything in current directory is permitted
 625   if (!strchr(namebuf, '/') && strcmp(namebuf, ".."))
 626     return;
 627
 628   // ".." anywhere in the path is forbidden
 629   enum action act = A_DEFAULT;
 630   if (strstr(namebuf, ".."))
 631     act = A_NO;
 632
 633   // Scan user rules
 634   for (struct path_rule *r = user_path_rules; r && !act; r=r->next)
 635     act = match_path_rule(r, namebuf);
 636
 637   // Scan built-in rules
 638   if (file_access >= 2)
 639     for (int i=0; i<ARRAY_SIZE(default_path_rules) && !act; i++)
 640       act = match_path_rule(&default_path_rules[i], namebuf);
 641
 642   if (act != A_YES)
 643     err("FA: Forbidden access to file `%s'", namebuf);
 644 }
 645
 646 static int
 647 valid_syscall(struct user *u)
 648 {
 649   unsigned int sys = u->regs.orig_eax;
 650   enum action act = (sys < NUM_ACTIONS) ? syscall_action[sys] : A_DEFAULT;
 651
 652   if (act & A_LIBERAL)
 653     {
 654       if (filter_syscalls == 1)
 655         act &= ~A_LIBERAL;
 656       else
 657         act = A_DEFAULT;
 658     }
 659   switch (act)
 660     {
 661     case A_YES:
 662       return 1;
 663     case A_NO:
 664       return 0;
 665     case A_FILENAME:
 666       valid_filename(u->regs.ebx);
 667       return 1;
 668     default: ;
 669     }
 670
 671   switch (sys)
 672     {
 673     case __NR_kill:
 674       if (u->regs.ebx == box_pid)
 675         {
 676           meta_printf("exitsig:%d\n", (int)u->regs.ecx);
 677           err("SG: Committed suicide by signal %d", (int)u->regs.ecx);
 678         }
 679       return 0;
 680     case __NR_tgkill:
 681       if (u->regs.ebx == box_pid && u->regs.ecx == box_pid)
 682         {
 683           meta_printf("exitsig:%d\n", (int)u->regs.edx);
 684           err("SG: Committed suicide by signal %d", (int)u->regs.edx);
 685         }
 686       return 0;
 687     default:
 688       return 0;
 689     }
 690 }
 691
 692 static void
 693 signal_alarm(int unused UNUSED)
 694 {
 695   /* Time limit checks are synchronous, so we only schedule them there. */
 696   timer_tick = 1;
 697   alarm(1);
 698 }
 699
 700 static void
 701 signal_int(int unused UNUSED)
 702 {
 703   /* Interrupts are fatal, so no synchronization requirements. */
 704   meta_printf("exitsig:%d\n", SIGINT);
 705   err("SG: Interrupted");
 706 }
 707
 708 static void
 709 check_timeout(void)
 710 {
 711   if (wall_timeout)
 712     {
 713       struct timeval now, wall;
 714       int wall_ms;
 715       gettimeofday(&now, NULL);
 716       timersub(&now, &start_time, &wall);
 717       wall_ms = wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
 718       if (wall_ms > wall_timeout)
 719         err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 720       if (verbose > 1)
 721         fprintf(stderr, "[wall time check: %d msec]\n", wall_ms);
 722     }
 723   if (timeout)
 724     {
 725       char buf[4096], *x;
 726       int c, utime, stime, ms;
 727       static int proc_status_fd;
 728       if (!proc_status_fd)
 729         {
 730           sprintf(buf, "/proc/%d/stat", (int) box_pid);
 731           proc_status_fd = open(buf, O_RDONLY);
 732           if (proc_status_fd < 0)
 733             die("open(%s): %m", buf);
 734         }
 735       lseek(proc_status_fd, 0, SEEK_SET);
 736       if ((c = read(proc_status_fd, buf, sizeof(buf)-1)) < 0)
 737         die("read on /proc/$pid/stat: %m");
 738       if (c >= (int) sizeof(buf) - 1)
 739         die("/proc/$pid/stat too long");
 740       buf[c] = 0;
 741       x = buf;
 742       while (*x && *x != ' ')
 743         x++;
 744       while (*x == ' ')
 745         x++;
 746       if (*x++ != '(')
 747         die("proc syntax error 1");
 748       while (*x && (*x != ')' || x[1] != ' '))
 749         x++;
 750       while (*x == ')' || *x == ' ')
 751         x++;
 752       if (sscanf(x, "%*c %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %d %d", &utime, &stime) != 2)
 753         die("proc syntax error 2");
 754       ms = (utime + stime) * 1000 / ticks_per_sec;
 755       if (verbose > 1)
 756         fprintf(stderr, "[time check: %d msec]\n", ms);
 757       if (ms > timeout)
 758         err("TO: Time limit exceeded");
 759     }
 760 }
 761
 762 static void
 763 boxkeeper(void)
 764 {
 765   int syscall_count = 0;
 766   struct sigaction sa;
 767
 768   is_ptraced = 1;
 769   bzero(&sa, sizeof(sa));
 770   sa.sa_handler = signal_int;
 771   sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 772   gettimeofday(&start_time, NULL);
 773   ticks_per_sec = sysconf(_SC_CLK_TCK);
 774   if (ticks_per_sec <= 0)
 775     die("Invalid ticks_per_sec!");
 776   if (timeout || wall_timeout)
 777     {
 778       sa.sa_handler = signal_alarm;
 779       sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 780       alarm(1);
 781     }
 782   for(;;)
 783     {
 784       struct rusage rus;
 785       int stat;
 786       pid_t p;
 787       if (timer_tick)
 788         {
 789           check_timeout();
 790           timer_tick = 0;
 791         }
 792       p = wait4(box_pid, &stat, WUNTRACED, &rus);
 793       if (p < 0)
 794         {
 795           if (errno == EINTR)
 796             continue;
 797           die("wait4: %m");
 798         }
 799       if (p != box_pid)
 800         die("wait4: unknown pid %d exited!", p);
 801       if (WIFEXITED(stat))
 802         {
 803           box_pid = 0;
 804           final_stats(&rus);
 805           if (WEXITSTATUS(stat))
 806             {
 807               if (syscall_count)
 808                 {
 809                   meta_printf("exitcode:%d\n", WEXITSTATUS(stat));
 810                   err("RE: Exited with error status %d", WEXITSTATUS(stat));
 811                 }
 812               else
 813                 {
 814                   // Internal error happened inside the child process and it has been already reported.
 815                   box_exit(2);
 816                 }
 817             }
 818           if (timeout && total_ms > timeout)
 819             err("TO: Time limit exceeded");
 820           if (wall_timeout && wall_ms > wall_timeout)
 821             err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 822           flush_line();
 823           fprintf(stderr, "OK (%d.%03d sec real, %d.%03d sec wall, %d syscalls)\n",
 824               total_ms/1000, total_ms%1000,
 825               wall_ms/1000, wall_ms%1000,
 826               syscall_count);
 827           box_exit(0);
 828         }
 829       if (WIFSIGNALED(stat))
 830         {
 831           box_pid = 0;
 832           meta_printf("exitsig:%d\n", WTERMSIG(stat));
 833           err("SG: Caught fatal signal %d%s", WTERMSIG(stat), (syscall_count ? "" : " during startup"));
 834         }
 835       if (WIFSTOPPED(stat))
 836         {
 837           int sig = WSTOPSIG(stat);
 838           if (sig == SIGTRAP)
 839             {
 840               struct user u;
 841               static int stop_count = -1;
 842               if (ptrace(PTRACE_GETREGS, box_pid, NULL, &u) < 0)
 843                 die("ptrace(PTRACE_GETREGS): %m");
 844               stop_count++;
 845               if (!stop_count)                  /* Traceme request */
 846                 msg(">> Traceme request caught\n");
 847               else if (stop_count & 1)          /* Syscall entry */
 848                 {
 849                   char namebuf[32];
 850                   msg(">> Syscall %-12s (%08lx,%08lx,%08lx) ", syscall_name(u.regs.orig_eax, namebuf), u.regs.ebx, u.regs.ecx, u.regs.edx);
 851                   if (!exec_seen)
 852                     {
 853                       msg("[master] ");
 854                       if (u.regs.orig_eax == __NR_execve)
 855                         exec_seen = 1;
 856                     }
 857                   else if (valid_syscall(&u))
 858                     syscall_count++;
 859                   else
 860                     {
 861                       /*
 862                        * Unfortunately, PTRACE_KILL kills _after_ the syscall completes,
 863                        * so we have to change it to something harmless (e.g., an undefined
 864                        * syscall) and make the program continue.
 865                        */
 866                       unsigned int sys = u.regs.orig_eax;
 867                       u.regs.orig_eax = 0xffffffff;
 868                       if (ptrace(PTRACE_SETREGS, box_pid, NULL, &u) < 0)
 869                         die("ptrace(PTRACE_SETREGS): %m");
 870                       err("FO: Forbidden syscall %s", syscall_name(sys, namebuf));
 871                     }
 872                 }
 873               else                                      /* Syscall return */
 874                 msg("= %ld\n", u.regs.eax);
 875               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, 0);
 876             }
 877           else if (sig != SIGSTOP && sig != SIGXCPU && sig != SIGXFSZ)
 878             {
 879               msg(">> Signal %d\n", sig);
 880               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, sig);
 881             }
 882           else
 883             {
 884               meta_printf("exitsig:%d", sig);
 885               err("SG: Received signal %d", sig);
 886             }
 887         }
 888       else
 889         die("wait4: unknown status %x, giving up!", stat);
 890     }
 891 }
 892
 893 static void
 894 box_inside(int argc, char **argv)
 895 {
 896   struct rlimit rl;
 897   char *args[argc+1];
 898
 899   memcpy(args, argv, argc * sizeof(char *));
 900   args[argc] = NULL;
 901   if (set_cwd && chdir(set_cwd))
 902     die("chdir: %m");
 903   if (redir_stdin)
 904     {
 905       close(0);
 906       if (open(redir_stdin, O_RDONLY) != 0)
 907         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdin);
 908     }
 909   if (redir_stdout)
 910     {
 911       close(1);
 912       if (open(redir_stdout, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 1)
 913         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdout);
 914     }
 915   if (redir_stderr)
 916     {
 917       close(2);
 918       if (open(redir_stderr, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 2)
 919         die("open(\"%s\"): %m", redir_stderr);
 920     }
 921   else
 922     dup2(1, 2);
 923   setpgrp();
 924   if (memory_limit)
 925     {
 926       rl.rlim_cur = rl.rlim_max = memory_limit * 1024;
 927       if (setrlimit(RLIMIT_AS, &rl) < 0)
 928         die("setrlimit: %m");
 929     }
 930   rl.rlim_cur = rl.rlim_max = 64;
 931   if (setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) < 0)
 932     die("setrlimit: %m");
 933   if (filter_syscalls)
 934     {
 935       if (ptrace(PTRACE_TRACEME) < 0)
 936         die("ptrace(PTRACE_TRACEME): %m");
 937       /* Trick: Make sure that we are stopped until the boxkeeper wakes up. */
 938       signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
 939       raise(SIGCHLD);
 940     }
 941   execve(args[0], args, setup_environment());
 942   die("execve(\"%s\"): %m", args[0]);
 943 }
 944
 945 static void
 946 usage(void)
 947 {
 948   fprintf(stderr, "Invalid arguments!\n");
 949   printf("\
 950 Usage: box [<options>] -- <command> <arguments>\n\
 951 \n\
 952 Options:\n\
 953 -a <level>\tSet file access level (0=none, 1=cwd, 2=/etc,/lib,..., 3=whole fs, 9=no checks; needs -f)\n\
 954 -c <dir>\tChange directory to <dir> first\n\
 955 -e\t\tInherit full environment of the parent process\n\
 956 -E <var>\tInherit the environment variable <var> from the parent process\n\
 957 -E <var>=<val>\tSet the environment variable <var> to <val>; unset it if <var> is empty\n\
 958 -f\t\tFilter system calls (-ff=very restricted)\n\
 959 -i <file>\tRedirect stdin from <file>\n\
 960 -m <size>\tLimit address space to <size> KB\n\
 961 -M <file>\tOutput process information to <file> (name:value)\n\
 962 -o <file>\tRedirect stdout to <file>\n\
 963 -p <path>\tPermit access to the specified path (or subtree if it ends with a `/')\n\
 964 -p <path>=<act>\tDefine action for the specified path (<act>=yes/no)\n\
 965 -r <file>\tRedirect stderr to <file>\n\
 966 -s <sys>\tPermit the specified syscall (be careful)\n\
 967 -s <sys>=<act>\tDefine action for the specified syscall (<act>=yes/no/file)\n\
 968 -t <time>\tSet run time limit (seconds, fractions allowed)\n\
 969 -T\t\tAllow syscalls for measuring run time\n\
 970 -v\t\tBe verbose (use multiple times for even more verbosity)\n\
 971 -w <time>\tSet wall clock time limit (seconds, fractions allowed)\n\
 972 ");
 973   exit(2);
 974 }
 975
 976 int
 977 main(int argc, char **argv)
 978 {
 979   int c;
 980   uid_t uid;
 981
 982   while ((c = getopt(argc, argv, "a:c:eE:fi:m:M:o:p:r:s:t:Tvw:")) >= 0)
 983     switch (c)
 984       {
 985       case 'a':
 986         file_access = atol(optarg);
 987         break;
 988       case 'c':
 989         set_cwd = optarg;
 990         break;
 991       case 'e':
 992         pass_environ = 1;
 993         break;
 994       case 'E':
 995         if (!set_env_action(optarg))
 996           usage();
 997         break;
 998       case 'f':
 999         filter_syscalls++;
1000         break;
1001       case 'i':
1002         redir_stdin = optarg;
1003         break;
1004       case 'm':
1005         memory_limit = atol(optarg);
1006         break;
1007       case 'M':
1008         meta_open(optarg);
1009         break;
1010       case 'o':
1011         redir_stdout = optarg;
1012         break;
1013       case 'p':
1014         if (!set_path_action(optarg))
1015           usage();
1016         break;
1017       case 'r':
1018         redir_stderr = optarg;
1019         break;
1020       case 's':
1021         if (!set_syscall_action(optarg))
1022           usage();
1023         break;
1024       case 't':
1025         timeout = 1000*atof(optarg);
1026         break;
1027       case 'T':
1028         syscall_action[__NR_times] = A_YES;
1029         break;
1030       case 'v':
1031         verbose++;
1032         break;
1033       case 'w':
1034         wall_timeout = 1000*atof(optarg);
1035         break;
1036       default:
1037         usage();
1038       }
1039   if (optind >= argc)
1040     usage();
1041
1042   uid = geteuid();
1043   if (setreuid(uid, uid) < 0)
1044     die("setreuid: %m");
1045   box_pid = fork();
1046   if (box_pid < 0)
1047     die("fork: %m");
1048   if (!box_pid)
1049     box_inside(argc-optind, argv+optind);
1050   else
1051     boxkeeper();
1052   die("Internal error: fell over edge of the world");
1053 }