box/box.c

   1 /*
   2  *      A Simple Sandbox for Moe
   3  *
   4  *      (c) 2001--2010 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 #include <linux/ptrace.h>
  28
  29 #define NONRET __attribute__((noreturn))
  30 #define UNUSED __attribute__((unused))
  31 #define ARRAY_SIZE(a) (int)(sizeof(a)/sizeof(a[0]))
  32
  33 static int filter_syscalls;             /* 0=off, 1=liberal, 2=totalitarian */
  34 static int timeout;                     /* milliseconds */
  35 static int wall_timeout;
  36 static int extra_timeout;
  37 static int pass_environ;
  38 static int file_access;
  39 static int verbose;
  40 static int memory_limit;
  41 static int stack_limit;
  42 static char *redir_stdin, *redir_stdout, *redir_stderr;
  43 static char *set_cwd;
  44
  45 static pid_t box_pid;
  46 static int is_ptraced;
  47 static volatile int timer_tick;
  48 static struct timeval start_time;
  49 static int ticks_per_sec;
  50 static int exec_seen;
  51 static int partial_line;
  52
  53 static int mem_peak_kb;
  54 static int total_ms, wall_ms;
  55
  56 static void die(char *msg, ...) NONRET;
  57 static void sample_mem_peak(void);
  58
  59 /*** Meta-files ***/
  60
  61 static FILE *metafile;
  62
  63 static void
  64 meta_open(const char *name)
  65 {
  66   if (!strcmp(name, "-"))
  67     {
  68       metafile = stdout;
  69       return;
  70     }
  71   metafile = fopen(name, "w");
  72   if (!metafile)
  73     die("Failed to open metafile '%s'",name);
  74 }
  75
  76 static void
  77 meta_close(void)
  78 {
  79   if (metafile && metafile != stdout)
  80     fclose(metafile);
  81 }
  82
  83 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
  84 meta_printf(const char *fmt, ...)
  85 {
  86   if (!metafile)
  87     return;
  88
  89   va_list args;
  90   va_start(args, fmt);
  91   vfprintf(metafile, fmt, args);
  92   va_end(args);
  93 }
  94
  95 static void
  96 final_stats(struct rusage *rus)
  97 {
  98   struct timeval total, now, wall;
  99   timeradd(&rus->ru_utime, &rus->ru_stime, &total);
 100   total_ms = total.tv_sec*1000 + total.tv_usec/1000;
 101   gettimeofday(&now, NULL);
 102   timersub(&now, &start_time, &wall);
 103   wall_ms = wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
 104
 105   meta_printf("time:%d.%03d\n", total_ms/1000, total_ms%1000);
 106   meta_printf("time-wall:%d.%03d\n", wall_ms/1000, wall_ms%1000);
 107   meta_printf("mem:%llu\n", (unsigned long long) mem_peak_kb * 1024);
 108 }
 109
 110 /*** Messages and exits ***/
 111
 112 static void NONRET
 113 box_exit(int rc)
 114 {
 115   if (box_pid > 0)
 116     {
 117       sample_mem_peak();
 118       if (is_ptraced)
 119         ptrace(PTRACE_KILL, box_pid);
 120       kill(-box_pid, SIGKILL);
 121       kill(box_pid, SIGKILL);
 122       meta_printf("killed:1\n");
 123
 124       struct rusage rus;
 125       int p, stat;
 126       do
 127         p = wait4(box_pid, &stat, 0, &rus);
 128       while (p < 0 && errno == EINTR);
 129       if (p < 0)
 130         fprintf(stderr, "UGH: Lost track of the process (%m)\n");
 131       else
 132         final_stats(&rus);
 133     }
 134   meta_close();
 135   exit(rc);
 136 }
 137
 138 static void
 139 flush_line(void)
 140 {
 141   if (partial_line)
 142     fputc('\n', stderr);
 143   partial_line = 0;
 144 }
 145
 146 /* Report an error of the sandbox itself */
 147 static void NONRET __attribute__((format(printf,1,2)))
 148 die(char *msg, ...)
 149 {
 150   va_list args;
 151   va_start(args, msg);
 152   flush_line();
 153   char buf[1024];
 154   vsnprintf(buf, sizeof(buf), msg, args);
 155   meta_printf("status:XX\nmessage:%s\n", buf);
 156   fputs(buf, stderr);
 157   fputc('\n', stderr);
 158   box_exit(2);
 159 }
 160
 161 /* Report an error of the program inside the sandbox */
 162 static void NONRET __attribute__((format(printf,1,2)))
 163 err(char *msg, ...)
 164 {
 165   va_list args;
 166   va_start(args, msg);
 167   flush_line();
 168   if (msg[0] && msg[1] && msg[2] == ':' && msg[3] == ' ')
 169     {
 170       meta_printf("status:%c%c\n", msg[0], msg[1]);
 171       msg += 4;
 172     }
 173   char buf[1024];
 174   vsnprintf(buf, sizeof(buf), msg, args);
 175   meta_printf("message:%s\n", buf);
 176   fputs(buf, stderr);
 177   fputc('\n', stderr);
 178   box_exit(1);
 179 }
 180
 181 /* Write a message, but only if in verbose mode */
 182 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
 183 msg(char *msg, ...)
 184 {
 185   va_list args;
 186   va_start(args, msg);
 187   if (verbose)
 188     {
 189       int len = strlen(msg);
 190       if (len > 0)
 191         partial_line = (msg[len-1] != '\n');
 192       vfprintf(stderr, msg, args);
 193       fflush(stderr);
 194     }
 195   va_end(args);
 196 }
 197
 198 static void *
 199 xmalloc(size_t size)
 200 {
 201   void *p = malloc(size);
 202   if (!p)
 203     die("Out of memory");
 204   return p;
 205 }
 206
 207 /*** Syscall rules ***/
 208
 209 static const char * const syscall_names[] = {
 210 #include "box/syscall-table.h"
 211 };
 212 #define NUM_SYSCALLS ARRAY_SIZE(syscall_names)
 213 #define NUM_ACTIONS (NUM_SYSCALLS+64)
 214
 215 enum action {
 216   A_DEFAULT,            // Use the default action
 217   A_NO,                 // Always forbid
 218   A_YES,                // Always permit
 219   A_FILENAME,           // Permit if arg1 is a known filename
 220   A_ACTION_MASK = 15,
 221   A_NO_RETVAL = 32,     // Does not return a value
 222   A_SAMPLE_MEM = 64,    // Sample memory usage before the syscall
 223   A_LIBERAL = 128,      // Valid only in liberal mode
 224   // Must fit in a unsigned char
 225 };
 226
 227 static unsigned char syscall_action[NUM_ACTIONS] = {
 228 #define S(x) [__NR_##x]
 229
 230     // Syscalls permitted for specific file names
 231     S(open) = A_FILENAME,
 232     S(creat) = A_FILENAME,
 233     S(unlink) = A_FILENAME,
 234     S(access) = A_FILENAME,
 235     S(truncate) = A_FILENAME,
 236     S(stat) = A_FILENAME,
 237     S(lstat) = A_FILENAME,
 238     S(readlink) = A_FILENAME,
 239 #ifndef CONFIG_BOX_AMD64
 240     S(oldstat) = A_FILENAME,
 241     S(oldlstat) = A_FILENAME,
 242     S(truncate64) = A_FILENAME,
 243     S(stat64) = A_FILENAME,
 244     S(lstat64) = A_FILENAME,
 245 #endif
 246
 247     // Syscalls permitted always
 248     S(exit) = A_YES | A_SAMPLE_MEM,
 249     S(read) = A_YES,
 250     S(write) = A_YES,
 251     S(close) = A_YES,
 252     S(lseek) = A_YES,
 253     S(getpid) = A_YES,
 254     S(getuid) = A_YES,
 255     S(dup) = A_YES,
 256     S(brk) = A_YES,
 257     S(getgid) = A_YES,
 258     S(geteuid) = A_YES,
 259     S(getegid) = A_YES,
 260     S(dup2) = A_YES,
 261     S(ftruncate) = A_YES,
 262     S(fstat) = A_YES,
 263     S(personality) = A_YES,
 264     S(readv) = A_YES,
 265     S(writev) = A_YES,
 266     S(getresuid) = A_YES,
 267 #ifdef __NR_pread64
 268     S(pread64) = A_YES,
 269     S(pwrite64) = A_YES,
 270 #else
 271     S(pread) = A_YES,
 272     S(pwrite) = A_YES,
 273 #endif
 274     S(fcntl) = A_YES,
 275     S(mmap) = A_YES,
 276     S(munmap) = A_YES,
 277     S(ioctl) = A_YES,
 278     S(uname) = A_YES,
 279     S(gettid) = A_YES,
 280     S(set_thread_area) = A_YES,
 281     S(get_thread_area) = A_YES,
 282     S(set_tid_address) = A_YES,
 283     S(exit_group) = A_YES | A_SAMPLE_MEM,
 284 #ifndef CONFIG_BOX_AMD64
 285     S(oldfstat) = A_YES,
 286     S(ftruncate64) = A_YES,
 287     S(_llseek) = A_YES,
 288     S(fstat64) = A_YES,
 289     S(fcntl64) = A_YES,
 290     S(mmap2) = A_YES,
 291 #endif
 292
 293     // Syscalls permitted only in liberal mode
 294     S(time) = A_YES | A_LIBERAL,
 295     S(alarm) = A_YES | A_LIBERAL,
 296     S(pause) = A_YES | A_LIBERAL,
 297     S(fchmod) = A_YES | A_LIBERAL,
 298     S(getrlimit) = A_YES | A_LIBERAL,
 299     S(getrusage) = A_YES | A_LIBERAL,
 300     S(gettimeofday) = A_YES | A_LIBERAL,
 301     S(select) = A_YES | A_LIBERAL,
 302     S(setitimer) = A_YES | A_LIBERAL,
 303     S(getitimer) = A_YES | A_LIBERAL,
 304     S(mprotect) = A_YES | A_LIBERAL,
 305     S(getdents) = A_YES | A_LIBERAL,
 306     S(getdents64) = A_YES | A_LIBERAL,
 307     S(fdatasync) = A_YES | A_LIBERAL,
 308     S(mremap) = A_YES | A_LIBERAL,
 309     S(poll) = A_YES | A_LIBERAL,
 310     S(getcwd) = A_YES | A_LIBERAL,
 311     S(nanosleep) = A_YES | A_LIBERAL,
 312     S(rt_sigreturn) = A_YES | A_LIBERAL | A_NO_RETVAL,
 313     S(rt_sigaction) = A_YES | A_LIBERAL,
 314     S(rt_sigprocmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 315     S(rt_sigpending) = A_YES | A_LIBERAL,
 316     S(rt_sigtimedwait) = A_YES | A_LIBERAL,
 317     S(rt_sigqueueinfo) = A_YES | A_LIBERAL,
 318     S(rt_sigsuspend) = A_YES | A_LIBERAL,
 319     S(_sysctl) = A_YES | A_LIBERAL,
 320 #ifndef CONFIG_BOX_AMD64
 321     S(sigaction) = A_YES | A_LIBERAL,
 322     S(sgetmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 323     S(ssetmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 324     S(sigsuspend) = A_YES | A_LIBERAL,
 325     S(sigpending) = A_YES | A_LIBERAL,
 326     S(sigreturn) = A_YES | A_LIBERAL | A_NO_RETVAL,
 327     S(sigprocmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 328     S(ugetrlimit) = A_YES | A_LIBERAL,
 329     S(readdir) = A_YES | A_LIBERAL,
 330     S(signal) = A_YES | A_LIBERAL,
 331     S(_newselect) = A_YES | A_LIBERAL,
 332 #endif
 333
 334 #undef S
 335 };
 336
 337 static const char *
 338 syscall_name(unsigned int id, char *buf)
 339 {
 340   if (id < NUM_SYSCALLS && syscall_names[id])
 341     return syscall_names[id];
 342   else
 343     {
 344       sprintf(buf, "#%d", id);
 345       return buf;
 346     }
 347 }
 348
 349 static int
 350 syscall_by_name(char *name)
 351 {
 352   for (unsigned int i=0; i<NUM_SYSCALLS; i++)
 353     if (syscall_names[i] && !strcmp(syscall_names[i], name))
 354       return i;
 355   if (name[0] == '#')
 356     name++;
 357   if (!*name)
 358     return -1;
 359   char *ep;
 360   unsigned long l = strtoul(name, &ep, 0);
 361   if (*ep)
 362     return -1;
 363   if (l >= NUM_ACTIONS)
 364     return NUM_ACTIONS;
 365   return l;
 366 }
 367
 368 static int
 369 set_syscall_action(char *a)
 370 {
 371   char *sep = strchr(a, '=');
 372   enum action act = A_YES;
 373   if (sep)
 374     {
 375       *sep++ = 0;
 376       if (!strcmp(sep, "yes"))
 377         act = A_YES;
 378       else if (!strcmp(sep, "no"))
 379         act = A_NO;
 380       else if (!strcmp(sep, "file"))
 381         act = A_FILENAME;
 382       else
 383         return 0;
 384     }
 385
 386   int sys = syscall_by_name(a);
 387   if (sys < 0)
 388     die("Unknown syscall `%s'", a);
 389   if (sys >= NUM_ACTIONS)
 390     die("Syscall `%s' out of range", a);
 391   syscall_action[sys] = act;
 392   return 1;
 393 }
 394
 395 /*** Path rules ***/
 396
 397 struct path_rule {
 398   char *path;
 399   enum action action;
 400   struct path_rule *next;
 401 };
 402
 403 static struct path_rule default_path_rules[] = {
 404   { "/etc/", A_YES },
 405   { "/lib/", A_YES },
 406   { "/usr/lib/", A_YES },
 407   { "/opt/lib/", A_YES },
 408   { "/usr/share/zoneinfo/", A_YES },
 409   { "/usr/share/locale/", A_YES },
 410   { "/dev/null", A_YES },
 411   { "/dev/zero", A_YES },
 412   { "/proc/meminfo", A_YES },
 413   { "/proc/self/stat", A_YES },
 414   { "/proc/self/exe", A_YES },                  // Needed by FPC 2.0.x runtime
 415 };
 416
 417 static struct path_rule *user_path_rules;
 418 static struct path_rule **last_path_rule = &user_path_rules;
 419
 420 static int
 421 set_path_action(char *a)
 422 {
 423   char *sep = strchr(a, '=');
 424   enum action act = A_YES;
 425   if (sep)
 426     {
 427       *sep++ = 0;
 428       if (!strcmp(sep, "yes"))
 429         act = A_YES;
 430       else if (!strcmp(sep, "no"))
 431         act = A_NO;
 432       else
 433         return 0;
 434     }
 435
 436   struct path_rule *r = xmalloc(sizeof(*r) + strlen(a) + 1);
 437   r->path = (char *)(r+1);
 438   strcpy(r->path, a);
 439   r->action = act;
 440   r->next = NULL;
 441   *last_path_rule = r;
 442   last_path_rule = &r->next;
 443   return 1;
 444 }
 445
 446 static enum action
 447 match_path_rule(struct path_rule *r, char *path)
 448 {
 449   char *rr = r->path;
 450   while (*rr)
 451     if (*rr++ != *path++)
 452       {
 453         if (rr[-1] == '/' && !path[-1])
 454           break;
 455         return A_DEFAULT;
 456       }
 457   if (rr > r->path && rr[-1] != '/' && *path)
 458     return A_DEFAULT;
 459   return r->action;
 460 }
 461
 462 /*** Environment rules ***/
 463
 464 struct env_rule {
 465   char *var;                    // Variable to match
 466   char *val;                    // ""=clear, NULL=inherit
 467   int var_len;
 468   struct env_rule *next;
 469 };
 470
 471 static struct env_rule *first_env_rule;
 472 static struct env_rule **last_env_rule = &first_env_rule;
 473
 474 static struct env_rule default_env_rules[] = {
 475   { "LIBC_FATAL_STDERR_", "1" }
 476 };
 477
 478 static int
 479 set_env_action(char *a0)
 480 {
 481   struct env_rule *r = xmalloc(sizeof(*r) + strlen(a0) + 1);
 482   char *a = (char *)(r+1);
 483   strcpy(a, a0);
 484
 485   char *sep = strchr(a, '=');
 486   if (sep == a)
 487     return 0;
 488   r->var = a;
 489   if (sep)
 490     {
 491       *sep++ = 0;
 492       r->val = sep;
 493     }
 494   else
 495     r->val = NULL;
 496   *last_env_rule = r;
 497   last_env_rule = &r->next;
 498   r->next = NULL;
 499   return 1;
 500 }
 501
 502 static int
 503 match_env_var(char *env_entry, struct env_rule *r)
 504 {
 505   if (strncmp(env_entry, r->var, r->var_len))
 506     return 0;
 507   return (env_entry[r->var_len] == '=');
 508 }
 509
 510 static void
 511 apply_env_rule(char **env, int *env_sizep, struct env_rule *r)
 512 {
 513   // First remove the variable if already set
 514   int pos = 0;
 515   while (pos < *env_sizep && !match_env_var(env[pos], r))
 516     pos++;
 517   if (pos < *env_sizep)
 518     {
 519       (*env_sizep)--;
 520       env[pos] = env[*env_sizep];
 521       env[*env_sizep] = NULL;
 522     }
 523
 524   // What is the new value?
 525   char *new;
 526   if (r->val)
 527     {
 528       if (!r->val[0])
 529         return;
 530       new = xmalloc(r->var_len + 1 + strlen(r->val) + 1);
 531       sprintf(new, "%s=%s", r->var, r->val);
 532     }
 533   else
 534     {
 535       pos = 0;
 536       while (environ[pos] && !match_env_var(environ[pos], r))
 537         pos++;
 538       if (!(new = environ[pos]))
 539         return;
 540     }
 541
 542   // Add it at the end of the array
 543   env[(*env_sizep)++] = new;
 544   env[*env_sizep] = NULL;
 545 }
 546
 547 static char **
 548 setup_environment(void)
 549 {
 550   // Link built-in rules with user rules
 551   for (int i=ARRAY_SIZE(default_env_rules)-1; i >= 0; i--)
 552     {
 553       default_env_rules[i].next = first_env_rule;
 554       first_env_rule = &default_env_rules[i];
 555     }
 556
 557   // Scan the original environment
 558   char **orig_env = environ;
 559   int orig_size = 0;
 560   while (orig_env[orig_size])
 561     orig_size++;
 562
 563   // For each rule, reserve one more slot and calculate length
 564   int num_rules = 0;
 565   for (struct env_rule *r = first_env_rule; r; r=r->next)
 566     {
 567       num_rules++;
 568       r->var_len = strlen(r->var);
 569     }
 570
 571   // Create a new environment
 572   char **env = xmalloc((orig_size + num_rules + 1) * sizeof(char *));
 573   int size;
 574   if (pass_environ)
 575     {
 576       memcpy(env, environ, orig_size * sizeof(char *));
 577       size = orig_size;
 578     }
 579   else
 580     size = 0;
 581   env[size] = NULL;
 582
 583   // Apply the rules one by one
 584   for (struct env_rule *r = first_env_rule; r; r=r->next)
 585     apply_env_rule(env, &size, r);
 586
 587   // Return the new env and pass some gossip
 588   if (verbose > 1)
 589     {
 590       fprintf(stderr, "Passing environment:\n");
 591       for (int i=0; env[i]; i++)
 592         fprintf(stderr, "\t%s\n", env[i]);
 593     }
 594   return env;
 595 }
 596
 597 /*** Syscall checks ***/
 598
 599 static void
 600 valid_filename(unsigned long addr)
 601 {
 602   char namebuf[4096], *p, *end;
 603   static int mem_fd;
 604
 605   if (!file_access)
 606     err("FA: File access forbidden");
 607   if (file_access >= 9)
 608     return;
 609
 610   if (!mem_fd)
 611     {
 612       sprintf(namebuf, "/proc/%d/mem", (int) box_pid);
 613       mem_fd = open(namebuf, O_RDONLY);
 614       if (mem_fd < 0)
 615         die("open(%s): %m", namebuf);
 616     }
 617   p = end = namebuf;
 618   do
 619     {
 620       if (p >= end)
 621         {
 622           int remains = PAGE_SIZE - (addr & (PAGE_SIZE-1));
 623           int l = namebuf + sizeof(namebuf) - end;
 624           if (l > remains)
 625             l = remains;
 626           if (!l)
 627             err("FA: Access to file with name too long");
 628           if (lseek64(mem_fd, addr, SEEK_SET) < 0)
 629             die("lseek64(mem): %m");
 630           remains = read(mem_fd, end, l);
 631           if (remains < 0)
 632             die("read(mem): %m");
 633           if (!remains)
 634             err("FA: Access to file with name out of memory");
 635           end += l;
 636           addr += l;
 637         }
 638     }
 639   while (*p++);
 640
 641   msg("[%s] ", namebuf);
 642   if (file_access >= 3)
 643     return;
 644
 645   // Everything in current directory is permitted
 646   if (!strchr(namebuf, '/') && strcmp(namebuf, ".."))
 647     return;
 648
 649   // ".." anywhere in the path is forbidden
 650   enum action act = A_DEFAULT;
 651   if (strstr(namebuf, ".."))
 652     act = A_NO;
 653
 654   // Scan user rules
 655   for (struct path_rule *r = user_path_rules; r && !act; r=r->next)
 656     act = match_path_rule(r, namebuf);
 657
 658   // Scan built-in rules
 659   if (file_access >= 2)
 660     for (int i=0; i<ARRAY_SIZE(default_path_rules) && !act; i++)
 661       act = match_path_rule(&default_path_rules[i], namebuf);
 662
 663   if (act != A_YES)
 664     err("FA: Forbidden access to file `%s'", namebuf);
 665 }
 666
 667 // Check syscall. If invalid, return -1, otherwise return the action mask.
 668 static int
 669 valid_syscall(struct user *u)
 670 {
 671   unsigned int sys = u->regs.orig_eax;
 672   unsigned int act = (sys < NUM_ACTIONS) ? syscall_action[sys] : A_DEFAULT;
 673
 674   if (act & A_LIBERAL)
 675     {
 676       if (filter_syscalls != 1)
 677         act = A_DEFAULT;
 678     }
 679
 680   switch (act & A_ACTION_MASK)
 681     {
 682     case A_YES:
 683       return act;
 684     case A_NO:
 685       return -1;
 686     case A_FILENAME:
 687       valid_filename(u->regs.ebx);
 688       return act;
 689     default: ;
 690     }
 691
 692   switch (sys)
 693     {
 694     case __NR_kill:
 695       if (u->regs.ebx == box_pid)
 696         {
 697           meta_printf("exitsig:%d\n", (int)u->regs.ecx);
 698           err("SG: Committed suicide by signal %d", (int)u->regs.ecx);
 699         }
 700       return -1;
 701     case __NR_tgkill:
 702       if (u->regs.ebx == box_pid && u->regs.ecx == box_pid)
 703         {
 704           meta_printf("exitsig:%d\n", (int)u->regs.edx);
 705           err("SG: Committed suicide by signal %d", (int)u->regs.edx);
 706         }
 707       return -1;
 708     default:
 709       return -1;
 710     }
 711 }
 712
 713 static void
 714 signal_alarm(int unused UNUSED)
 715 {
 716   /* Time limit checks are synchronous, so we only schedule them there. */
 717   timer_tick = 1;
 718   alarm(1);
 719 }
 720
 721 static void
 722 signal_int(int unused UNUSED)
 723 {
 724   /* Interrupts are fatal, so no synchronization requirements. */
 725   meta_printf("exitsig:%d\n", SIGINT);
 726   err("SG: Interrupted");
 727 }
 728
 729 #define PROC_BUF_SIZE 4096
 730 static void
 731 read_proc_file(char *buf, char *name, int *fdp)
 732 {
 733   int c;
 734
 735   if (!*fdp)
 736     {
 737       sprintf(buf, "/proc/%d/%s", (int) box_pid, name);
 738       *fdp = open(buf, O_RDONLY);
 739       if (*fdp < 0)
 740         die("open(%s): %m", buf);
 741     }
 742   lseek(*fdp, 0, SEEK_SET);
 743   if ((c = read(*fdp, buf, PROC_BUF_SIZE-1)) < 0)
 744     die("read on /proc/$pid/%s: %m", name);
 745   if (c >= PROC_BUF_SIZE-1)
 746     die("/proc/$pid/%s too long", name);
 747   buf[c] = 0;
 748 }
 749
 750 static void
 751 check_timeout(void)
 752 {
 753   if (wall_timeout)
 754     {
 755       struct timeval now, wall;
 756       int wall_ms;
 757       gettimeofday(&now, NULL);
 758       timersub(&now, &start_time, &wall);
 759       wall_ms = wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
 760       if (wall_ms > wall_timeout)
 761         err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 762       if (verbose > 1)
 763         fprintf(stderr, "[wall time check: %d msec]\n", wall_ms);
 764     }
 765   if (timeout)
 766     {
 767       char buf[PROC_BUF_SIZE], *x;
 768       int utime, stime, ms;
 769       static int proc_stat_fd;
 770       read_proc_file(buf, "stat", &proc_stat_fd);
 771       x = buf;
 772       while (*x && *x != ' ')
 773         x++;
 774       while (*x == ' ')
 775         x++;
 776       if (*x++ != '(')
 777         die("proc stat syntax error 1");
 778       while (*x && (*x != ')' || x[1] != ' '))
 779         x++;
 780       while (*x == ')' || *x == ' ')
 781         x++;
 782       if (sscanf(x, "%*c %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %d %d", &utime, &stime) != 2)
 783         die("proc stat syntax error 2");
 784       ms = (utime + stime) * 1000 / ticks_per_sec;
 785       if (verbose > 1)
 786         fprintf(stderr, "[time check: %d msec]\n", ms);
 787       if (ms > timeout && ms > extra_timeout)
 788         err("TO: Time limit exceeded");
 789     }
 790 }
 791
 792 static void
 793 sample_mem_peak(void)
 794 {
 795   /*
 796    *  We want to find out the peak memory usage of the process, which is
 797    *  maintained by the kernel, but unforunately it gets lost when the
 798    *  process exits (it is not reported in struct rusage). Therefore we
 799    *  have to sample it whenever we suspect that the process is about
 800    *  to exit.
 801    */
 802   char buf[PROC_BUF_SIZE], *x;
 803   static int proc_status_fd;
 804   read_proc_file(buf, "status", &proc_status_fd);
 805
 806   x = buf;
 807   while (*x)
 808     {
 809       char *key = x;
 810       while (*x && *x != ':' && *x != '\n')
 811         x++;
 812       if (!*x || *x == '\n')
 813         break;
 814       *x++ = 0;
 815       while (*x == ' ' || *x == '\t')
 816         x++;
 817
 818       char *val = x;
 819       while (*x && *x != '\n')
 820         x++;
 821       if (!*x)
 822         break;
 823       *x++ = 0;
 824
 825       if (!strcmp(key, "VmPeak"))
 826         {
 827           int peak = atoi(val);
 828           if (peak > mem_peak_kb)
 829             mem_peak_kb = peak;
 830         }
 831     }
 832
 833   if (verbose > 1)
 834     msg("[mem-peak: %u KB]\n", mem_peak_kb);
 835 }
 836
 837 static void
 838 boxkeeper(void)
 839 {
 840   int syscall_count = (filter_syscalls ? 0 : 1);
 841   struct sigaction sa;
 842
 843   is_ptraced = 1;
 844
 845   bzero(&sa, sizeof(sa));
 846   sa.sa_handler = signal_int;
 847   sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 848
 849   gettimeofday(&start_time, NULL);
 850   ticks_per_sec = sysconf(_SC_CLK_TCK);
 851   if (ticks_per_sec <= 0)
 852     die("Invalid ticks_per_sec!");
 853
 854   if (timeout || wall_timeout)
 855     {
 856       sa.sa_handler = signal_alarm;
 857       sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 858       alarm(1);
 859     }
 860
 861   for(;;)
 862     {
 863       struct rusage rus;
 864       int stat;
 865       pid_t p;
 866       if (timer_tick)
 867         {
 868           check_timeout();
 869           timer_tick = 0;
 870         }
 871       p = wait4(box_pid, &stat, WUNTRACED, &rus);
 872       if (p < 0)
 873         {
 874           if (errno == EINTR)
 875             continue;
 876           die("wait4: %m");
 877         }
 878       if (p != box_pid)
 879         die("wait4: unknown pid %d exited!", p);
 880       if (WIFEXITED(stat))
 881         {
 882           box_pid = 0;
 883           final_stats(&rus);
 884           if (WEXITSTATUS(stat))
 885             {
 886               if (syscall_count)
 887                 {
 888                   meta_printf("exitcode:%d\n", WEXITSTATUS(stat));
 889                   err("RE: Exited with error status %d", WEXITSTATUS(stat));
 890                 }
 891               else
 892                 {
 893                   // Internal error happened inside the child process and it has been already reported.
 894                   box_exit(2);
 895                 }
 896             }
 897           if (timeout && total_ms > timeout)
 898             err("TO: Time limit exceeded");
 899           if (wall_timeout && wall_ms > wall_timeout)
 900             err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 901           flush_line();
 902           fprintf(stderr, "OK (%d.%03d sec real, %d.%03d sec wall, %d MB, %d syscalls)\n",
 903               total_ms/1000, total_ms%1000,
 904               wall_ms/1000, wall_ms%1000,
 905               (mem_peak_kb + 1023) / 1024,
 906               syscall_count);
 907           box_exit(0);
 908         }
 909       if (WIFSIGNALED(stat))
 910         {
 911           box_pid = 0;
 912           meta_printf("exitsig:%d\n", WTERMSIG(stat));
 913           final_stats(&rus);
 914           err("SG: Caught fatal signal %d%s", WTERMSIG(stat), (syscall_count ? "" : " during startup"));
 915         }
 916       if (WIFSTOPPED(stat))
 917         {
 918           int sig = WSTOPSIG(stat);
 919           if (sig == SIGTRAP)
 920             {
 921               if (verbose > 2)
 922                 msg("[ptrace status %08x] ", stat);
 923               static int stop_count;
 924               if (!stop_count++)                /* Traceme request */
 925                 msg(">> Traceme request caught\n");
 926               else
 927                 err("SG: Breakpoint");
 928               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, 0);
 929             }
 930           else if (sig == (SIGTRAP | 0x80))
 931             {
 932               if (verbose > 2)
 933                 msg("[ptrace status %08x] ", stat);
 934               struct user u;
 935               static unsigned int sys_tick, last_sys, last_act;
 936               if (ptrace(PTRACE_GETREGS, box_pid, NULL, &u) < 0)
 937                 die("ptrace(PTRACE_GETREGS): %m");
 938               unsigned int sys = u.regs.orig_eax;
 939               if (++sys_tick & 1)               /* Syscall entry */
 940                 {
 941                   char namebuf[32];
 942                   int act;
 943                   msg(">> Syscall %-12s (%08lx,%08lx,%08lx) ", syscall_name(sys, namebuf), u.regs.ebx, u.regs.ecx, u.regs.edx);
 944                   if (!exec_seen)
 945                     {
 946                       msg("[master] ");
 947                       if (sys == __NR_execve)
 948                         exec_seen = 1;
 949                     }
 950                   else if ((act = valid_syscall(&u)) >= 0)
 951                     {
 952                       last_act = act;
 953                       syscall_count++;
 954                       if (act & A_SAMPLE_MEM)
 955                         sample_mem_peak();
 956                     }
 957                   else
 958                     {
 959                       /*
 960                        * Unfortunately, PTRACE_KILL kills _after_ the syscall completes,
 961                        * so we have to change it to something harmless (e.g., an undefined
 962                        * syscall) and make the program continue.
 963                        */
 964                       u.regs.orig_eax = 0xffffffff;
 965                       if (ptrace(PTRACE_SETREGS, box_pid, NULL, &u) < 0)
 966                         die("ptrace(PTRACE_SETREGS): %m");
 967                       err("FO: Forbidden syscall %s", syscall_name(sys, namebuf));
 968                     }
 969                   last_sys = sys;
 970                 }
 971               else                                      /* Syscall return */
 972                 {
 973                   if (sys == 0xffffffff)
 974                     {
 975                       /* Some syscalls (sigreturn et al.) do not return a value */
 976                       if (!(last_act & A_NO_RETVAL))
 977                         err("XX: Syscall does not return, but it should");
 978                     }
 979                   else
 980                     {
 981                       if (sys != last_sys)
 982                         err("XX: Mismatched syscall entry/exit");
 983                     }
 984                   if (last_act & A_NO_RETVAL)
 985                     msg("= ?\n");
 986                   else
 987                     msg("= %ld\n", u.regs.eax);
 988                 }
 989               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, 0);
 990             }
 991           else if (sig == SIGSTOP)
 992             {
 993               msg(">> SIGSTOP\n");
 994               if (ptrace(PTRACE_SETOPTIONS, box_pid, NULL, (void *) PTRACE_O_TRACESYSGOOD) < 0)
 995                 die("ptrace(PTRACE_SETOPTIONS): %m");
 996               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, 0);
 997             }
 998           else if (sig != SIGXCPU && sig != SIGXFSZ)
 999             {
1000               msg(">> Signal %d\n", sig);
1001               sample_mem_peak();                        /* Signal might be fatal, so update mem-peak */
1002               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, sig);
1003             }
1004           else
1005             {
1006               meta_printf("exitsig:%d", sig);
1007               err("SG: Received signal %d", sig);
1008             }
1009         }
1010       else
1011         die("wait4: unknown status %x, giving up!", stat);
1012     }
1013 }
1014
1015 static void
1016 box_inside(int argc, char **argv)
1017 {
1018   struct rlimit rl;
1019   char *args[argc+1];
1020
1021   memcpy(args, argv, argc * sizeof(char *));
1022   args[argc] = NULL;
1023   if (set_cwd && chdir(set_cwd))
1024     die("chdir: %m");
1025   if (redir_stdin)
1026     {
1027       close(0);
1028       if (open(redir_stdin, O_RDONLY) != 0)
1029         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdin);
1030     }
1031   if (redir_stdout)
1032     {
1033       close(1);
1034       if (open(redir_stdout, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 1)
1035         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdout);
1036     }
1037   if (redir_stderr)
1038     {
1039       close(2);
1040       if (open(redir_stderr, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 2)
1041         die("open(\"%s\"): %m", redir_stderr);
1042     }
1043   else
1044     dup2(1, 2);
1045   setpgrp();
1046
1047   if (memory_limit)
1048     {
1049       rl.rlim_cur = rl.rlim_max = memory_limit * 1024;
1050       if (setrlimit(RLIMIT_AS, &rl) < 0)
1051         die("setrlimit(RLIMIT_AS): %m");
1052     }
1053
1054   rl.rlim_cur = rl.rlim_max = (stack_limit ? (rlim_t)stack_limit * 1024 : RLIM_INFINITY);
1055   if (setrlimit(RLIMIT_STACK, &rl) < 0)
1056     die("setrlimit(RLIMIT_STACK): %m");
1057
1058   rl.rlim_cur = rl.rlim_max = 64;
1059   if (setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) < 0)
1060     die("setrlimit(RLIMIT_NOFILE): %m");
1061
1062   char **env = setup_environment();
1063   if (filter_syscalls)
1064     {
1065       if (ptrace(PTRACE_TRACEME) < 0)
1066         die("ptrace(PTRACE_TRACEME): %m");
1067       /* Trick: Make sure that we are stopped until the boxkeeper wakes up. */
1068       raise(SIGSTOP);
1069     }
1070   execve(args[0], args, env);
1071   die("execve(\"%s\"): %m", args[0]);
1072 }
1073
1074 static void
1075 usage(void)
1076 {
1077   fprintf(stderr, "Invalid arguments!\n");
1078   printf("\
1079 Usage: box [<options>] -- <command> <arguments>\n\
1080 \n\
1081 Options:\n\
1082 -a <level>\tSet file access level (0=none, 1=cwd, 2=/etc,/lib,..., 3=whole fs, 9=no checks; needs -f)\n\
1083 -c <dir>\tChange directory to <dir> first\n\
1084 -e\t\tInherit full environment of the parent process\n\
1085 -E <var>\tInherit the environment variable <var> from the parent process\n\
1086 -E <var>=<val>\tSet the environment variable <var> to <val>; unset it if <var> is empty\n\
1087 -f\t\tFilter system calls (-ff=very restricted)\n\
1088 -i <file>\tRedirect stdin from <file>\n\
1089 -k <size>\tLimit stack size to <size> KB (default: 0=unlimited)\n\
1090 -m <size>\tLimit address space to <size> KB\n\
1091 -M <file>\tOutput process information to <file> (name:value)\n\
1092 -o <file>\tRedirect stdout to <file>\n\
1093 -p <path>\tPermit access to the specified path (or subtree if it ends with a `/')\n\
1094 -p <path>=<act>\tDefine action for the specified path (<act>=yes/no)\n\
1095 -r <file>\tRedirect stderr to <file>\n\
1096 -s <sys>\tPermit the specified syscall (be careful)\n\
1097 -s <sys>=<act>\tDefine action for the specified syscall (<act>=yes/no/file)\n\
1098 -t <time>\tSet run time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1099 -T\t\tAllow syscalls for measuring run time\n\
1100 -v\t\tBe verbose (use multiple times for even more verbosity)\n\
1101 -w <time>\tSet wall clock time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1102 -x <time>\tSet extra timeout, before which a timing-out program is not yet killed,\n\
1103 \t\tso that its real execution time is reported (seconds, fractions allowed)\n\
1104 ");
1105   exit(2);
1106 }
1107
1108 int
1109 main(int argc, char **argv)
1110 {
1111   int c;
1112   uid_t uid;
1113
1114   while ((c = getopt(argc, argv, "a:c:eE:fi:k:m:M:o:p:r:s:t:Tvw:x:")) >= 0)
1115     switch (c)
1116       {
1117       case 'a':
1118         file_access = atol(optarg);
1119         break;
1120       case 'c':
1121         set_cwd = optarg;
1122         break;
1123       case 'e':
1124         pass_environ = 1;
1125         break;
1126       case 'E':
1127         if (!set_env_action(optarg))
1128           usage();
1129         break;
1130       case 'f':
1131         filter_syscalls++;
1132         break;
1133       case 'k':
1134         stack_limit = atol(optarg);
1135         break;
1136       case 'i':
1137         redir_stdin = optarg;
1138         break;
1139       case 'm':
1140         memory_limit = atol(optarg);
1141         break;
1142       case 'M':
1143         meta_open(optarg);
1144         break;
1145       case 'o':
1146         redir_stdout = optarg;
1147         break;
1148       case 'p':
1149         if (!set_path_action(optarg))
1150           usage();
1151         break;
1152       case 'r':
1153         redir_stderr = optarg;
1154         break;
1155       case 's':
1156         if (!set_syscall_action(optarg))
1157           usage();
1158         break;
1159       case 't':
1160         timeout = 1000*atof(optarg);
1161         break;
1162       case 'T':
1163         syscall_action[__NR_times] = A_YES;
1164         break;
1165       case 'v':
1166         verbose++;
1167         break;
1168       case 'w':
1169         wall_timeout = 1000*atof(optarg);
1170         break;
1171       case 'x':
1172         extra_timeout = 1000*atof(optarg);
1173         break;
1174       default:
1175         usage();
1176       }
1177   if (optind >= argc)
1178     usage();
1179
1180   uid = geteuid();
1181   if (setreuid(uid, uid) < 0)
1182     die("setreuid: %m");
1183   box_pid = fork();
1184   if (box_pid < 0)
1185     die("fork: %m");
1186   if (!box_pid)
1187     box_inside(argc-optind, argv+optind);
1188   else
1189     boxkeeper();
1190   die("Internal error: fell over edge of the world");
1191 }