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