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