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