box/box.c

   1 /*
   2  *      A Simple Sandbox for MO-Eval
   3  *
   4  *      (c) 2001--2008 Martin Mares <mj@ucw.cz>
   5  */
   6
   7 #define _LARGEFILE64_SOURCE
   8 #define _GNU_SOURCE
   9
  10 #include <errno.h>
  11 #include <stdio.h>
  12 #include <fcntl.h>
  13 #include <stdlib.h>
  14 #include <string.h>
  15 #include <stdarg.h>
  16 #include <unistd.h>
  17 #include <getopt.h>
  18 #include <time.h>
  19 #include <sys/wait.h>
  20 #include <sys/user.h>
  21 #include <sys/time.h>
  22 #include <sys/ptrace.h>
  23 #include <sys/signal.h>
  24 #include <sys/sysinfo.h>
  25 #include <sys/syscall.h>
  26 #include <sys/resource.h>
  27
  28 #define NONRET __attribute__((noreturn))
  29 #define UNUSED __attribute__((unused))
  30 #define ARRAY_SIZE(a) (int)(sizeof(a)/sizeof(a[0]))
  31
  32 static int filter_syscalls;             /* 0=off, 1=liberal, 2=totalitarian */
  33 static int timeout;                     /* milliseconds */
  34 static int wall_timeout;
  35 static int extra_timeout;
  36 static int pass_environ;
  37 static int file_access;
  38 static int verbose;
  39 static int memory_limit;
  40 static char *redir_stdin, *redir_stdout, *redir_stderr;
  41 static char *set_cwd;
  42
  43 static pid_t box_pid;
  44 static int is_ptraced;
  45 static volatile int timer_tick;
  46 static struct timeval start_time;
  47 static int ticks_per_sec;
  48 static int exec_seen;
  49 static int partial_line;
  50
  51 static int mem_peak_kb;
  52 static int total_ms, wall_ms;
  53
  54 static void die(char *msg, ...) NONRET;
  55 static void sample_mem_peak(void);
  56
  57 /*** Meta-files ***/
  58
  59 static FILE *metafile;
  60
  61 static void
  62 meta_open(const char *name)
  63 {
  64   if (!strcmp(name, "-"))
  65     {
  66       metafile = stdout;
  67       return;
  68     }
  69   metafile = fopen(name, "w");
  70   if (!metafile)
  71     die("Failed to open metafile '%s'",name);
  72 }
  73
  74 static void
  75 meta_close(void)
  76 {
  77   if (metafile && metafile != stdout)
  78     fclose(metafile);
  79 }
  80
  81 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
  82 meta_printf(const char *fmt, ...)
  83 {
  84   if (!metafile)
  85     return;
  86
  87   va_list args;
  88   va_start(args, fmt);
  89   vfprintf(metafile, fmt, args);
  90   va_end(args);
  91 }
  92
  93 static void
  94 final_stats(struct rusage *rus)
  95 {
  96   struct timeval total, now, wall;
  97   timeradd(&rus->ru_utime, &rus->ru_stime, &total);
  98   total_ms = total.tv_sec*1000 + total.tv_usec/1000;
  99   gettimeofday(&now, NULL);
 100   timersub(&now, &start_time, &wall);
 101   wall_ms = wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
 102
 103   meta_printf("time:%d.%03d\n", total_ms/1000, total_ms%1000);
 104   meta_printf("time-wall:%d.%03d\n", wall_ms/1000, wall_ms%1000);
 105   meta_printf("mem:%llu\n", (unsigned long long) mem_peak_kb * 1024);
 106 }
 107
 108 /*** Messages and exits ***/
 109
 110 static void NONRET
 111 box_exit(int rc)
 112 {
 113   if (box_pid > 0)
 114     {
 115       sample_mem_peak();
 116       if (is_ptraced)
 117         ptrace(PTRACE_KILL, box_pid);
 118       kill(-box_pid, SIGKILL);
 119       kill(box_pid, SIGKILL);
 120
 121       struct rusage rus;
 122       int stat;
 123       int p = wait4(box_pid, &stat, 0, &rus);
 124       if (p < 0)
 125         fprintf(stderr, "UGH: Lost track of the process\n");
 126       else
 127         final_stats(&rus);
 128     }
 129   meta_close();
 130   exit(rc);
 131 }
 132
 133 static void
 134 flush_line(void)
 135 {
 136   if (partial_line)
 137     fputc('\n', stderr);
 138   partial_line = 0;
 139 }
 140
 141 /* Report an error of the sandbox itself */
 142 static void NONRET __attribute__((format(printf,1,2)))
 143 die(char *msg, ...)
 144 {
 145   va_list args;
 146   va_start(args, msg);
 147   flush_line();
 148   char buf[1024];
 149   vsnprintf(buf, sizeof(buf), msg, args);
 150   meta_printf("status:XX\nmessage:%s\n", buf);
 151   fputs(buf, stderr);
 152   fputc('\n', stderr);
 153   box_exit(2);
 154 }
 155
 156 /* Report an error of the program inside the sandbox */
 157 static void NONRET __attribute__((format(printf,1,2)))
 158 err(char *msg, ...)
 159 {
 160   va_list args;
 161   va_start(args, msg);
 162   flush_line();
 163   if (msg[0] && msg[1] && msg[2] == ':' && msg[3] == ' ')
 164     {
 165       meta_printf("status:%c%c\n", msg[0], msg[1]);
 166       msg += 4;
 167     }
 168   char buf[1024];
 169   vsnprintf(buf, sizeof(buf), msg, args);
 170   meta_printf("message:%s\n", buf);
 171   fputs(buf, stderr);
 172   fputc('\n', stderr);
 173   box_exit(1);
 174 }
 175
 176 /* Write a message, but only if in verbose mode */
 177 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
 178 msg(char *msg, ...)
 179 {
 180   va_list args;
 181   va_start(args, msg);
 182   if (verbose)
 183     {
 184       int len = strlen(msg);
 185       if (len > 0)
 186         partial_line = (msg[len-1] != '\n');
 187       vfprintf(stderr, msg, args);
 188       fflush(stderr);
 189     }
 190   va_end(args);
 191 }
 192
 193 static void *
 194 xmalloc(size_t size)
 195 {
 196   void *p = malloc(size);
 197   if (!p)
 198     die("Out of memory");
 199   return p;
 200 }
 201
 202 /*** Syscall rules ***/
 203
 204 static const char * const syscall_names[] = {
 205 #include "box/syscall-table.h"
 206 };
 207 #define NUM_SYSCALLS ARRAY_SIZE(syscall_names)
 208 #define NUM_ACTIONS (NUM_SYSCALLS+64)
 209
 210 enum action {
 211   A_DEFAULT,            // Use the default action
 212   A_NO,                 // Always forbid
 213   A_YES,                // Always permit
 214   A_FILENAME,           // Permit if arg1 is a known filename
 215   A_ACTION_MASK = 15,
 216   A_NO_RETVAL = 32,     // Does not return a value
 217   A_SAMPLE_MEM = 64,    // Sample memory usage before the syscall
 218   A_LIBERAL = 128,      // Valid only in liberal mode
 219   // Must fit in a unsigned char
 220 };
 221
 222 static unsigned char syscall_action[NUM_ACTIONS] = {
 223 #define S(x) [__NR_##x]
 224
 225     // Syscalls permitted for specific file names
 226     S(open) = A_FILENAME,
 227     S(creat) = A_FILENAME,
 228     S(unlink) = A_FILENAME,
 229     S(oldstat) = A_FILENAME,
 230     S(access) = A_FILENAME,
 231     S(oldlstat) = A_FILENAME,
 232     S(truncate) = A_FILENAME,
 233     S(stat) = A_FILENAME,
 234     S(lstat) = A_FILENAME,
 235     S(truncate64) = A_FILENAME,
 236     S(stat64) = A_FILENAME,
 237     S(lstat64) = A_FILENAME,
 238     S(readlink) = A_FILENAME,
 239
 240     // Syscalls permitted always
 241     S(exit) = A_YES | A_SAMPLE_MEM,
 242     S(read) = A_YES,
 243     S(write) = A_YES,
 244     S(close) = A_YES,
 245     S(lseek) = A_YES,
 246     S(getpid) = A_YES,
 247     S(getuid) = A_YES,
 248     S(oldfstat) = A_YES,
 249     S(dup) = A_YES,
 250     S(brk) = A_YES,
 251     S(getgid) = A_YES,
 252     S(geteuid) = A_YES,
 253     S(getegid) = A_YES,
 254     S(dup2) = A_YES,
 255     S(ftruncate) = A_YES,
 256     S(fstat) = A_YES,
 257     S(personality) = A_YES,
 258     S(_llseek) = A_YES,
 259     S(readv) = A_YES,
 260     S(writev) = A_YES,
 261     S(getresuid) = A_YES,
 262 #ifdef __NR_pread64
 263     S(pread64) = A_YES,
 264     S(pwrite64) = A_YES,
 265 #else
 266     S(pread) = A_YES,
 267     S(pwrite) = A_YES,
 268 #endif
 269     S(ftruncate64) = A_YES,
 270     S(fstat64) = A_YES,
 271     S(fcntl) = A_YES,
 272     S(fcntl64) = A_YES,
 273     S(mmap) = A_YES,
 274     S(mmap2) = A_YES,
 275     S(munmap) = A_YES,
 276     S(ioctl) = A_YES,
 277     S(uname) = A_YES,
 278     S(gettid) = A_YES,
 279     S(set_thread_area) = A_YES,
 280     S(get_thread_area) = A_YES,
 281     S(set_tid_address) = A_YES,
 282     S(exit_group) = A_YES | A_SAMPLE_MEM,
 283
 284     // Syscalls permitted only in liberal mode
 285     S(time) = A_YES | A_LIBERAL,
 286     S(alarm) = A_YES | A_LIBERAL,
 287     S(pause) = A_YES | A_LIBERAL,
 288     S(signal) = A_YES | A_LIBERAL,
 289     S(fchmod) = A_YES | A_LIBERAL,
 290     S(sigaction) = A_YES | A_LIBERAL,
 291     S(sgetmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 292     S(ssetmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 293     S(sigsuspend) = A_YES | A_LIBERAL,
 294     S(sigpending) = A_YES | A_LIBERAL,
 295     S(getrlimit) = A_YES | A_LIBERAL,
 296     S(getrusage) = A_YES | A_LIBERAL,
 297     S(ugetrlimit) = A_YES | A_LIBERAL,
 298     S(gettimeofday) = A_YES | A_LIBERAL,
 299     S(select) = A_YES | A_LIBERAL,
 300     S(readdir) = A_YES | A_LIBERAL,
 301     S(setitimer) = A_YES | A_LIBERAL,
 302     S(getitimer) = A_YES | A_LIBERAL,
 303     S(sigreturn) = A_YES | A_LIBERAL | A_NO_RETVAL,
 304     S(mprotect) = A_YES | A_LIBERAL,
 305     S(sigprocmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 306     S(getdents) = A_YES | A_LIBERAL,
 307     S(getdents64) = A_YES | A_LIBERAL,
 308     S(_newselect) = A_YES | A_LIBERAL,
 309     S(fdatasync) = A_YES | A_LIBERAL,
 310     S(mremap) = A_YES | A_LIBERAL,
 311     S(poll) = A_YES | A_LIBERAL,
 312     S(getcwd) = A_YES | A_LIBERAL,
 313     S(nanosleep) = A_YES | A_LIBERAL,
 314     S(rt_sigreturn) = A_YES | A_LIBERAL | A_NO_RETVAL,
 315     S(rt_sigaction) = A_YES | A_LIBERAL,
 316     S(rt_sigprocmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 317     S(rt_sigpending) = A_YES | A_LIBERAL,
 318     S(rt_sigtimedwait) = A_YES | A_LIBERAL,
 319     S(rt_sigqueueinfo) = A_YES | A_LIBERAL,
 320     S(rt_sigsuspend) = A_YES | A_LIBERAL,
 321     S(_sysctl) = A_YES | A_LIBERAL,
 322 #undef S
 323 };
 324
 325 static const char *
 326 syscall_name(unsigned int id, char *buf)
 327 {
 328   if (id < NUM_SYSCALLS && syscall_names[id])
 329     return syscall_names[id];
 330   else
 331     {
 332       sprintf(buf, "#%d", id);
 333       return buf;
 334     }
 335 }
 336
 337 static int
 338 syscall_by_name(char *name)
 339 {
 340   for (unsigned int i=0; i<NUM_SYSCALLS; i++)
 341     if (syscall_names[i] && !strcmp(syscall_names[i], name))
 342       return i;
 343   if (name[0] == '#')
 344     name++;
 345   if (!*name)
 346     return -1;
 347   char *ep;
 348   unsigned long l = strtoul(name, &ep, 0);
 349   if (*ep)
 350     return -1;
 351   if (l >= NUM_ACTIONS)
 352     return NUM_ACTIONS;
 353   return l;
 354 }
 355
 356 static int
 357 set_syscall_action(char *a)
 358 {
 359   char *sep = strchr(a, '=');
 360   enum action act = A_YES;
 361   if (sep)
 362     {
 363       *sep++ = 0;
 364       if (!strcmp(sep, "yes"))
 365         act = A_YES;
 366       else if (!strcmp(sep, "no"))
 367         act = A_NO;
 368       else if (!strcmp(sep, "file"))
 369         act = A_FILENAME;
 370       else
 371         return 0;
 372     }
 373
 374   int sys = syscall_by_name(a);
 375   if (sys < 0)
 376     die("Unknown syscall `%s'", a);
 377   if (sys >= NUM_ACTIONS)
 378     die("Syscall `%s' out of range", a);
 379   syscall_action[sys] = act;
 380   return 1;
 381 }
 382
 383 /*** Path rules ***/
 384
 385 struct path_rule {
 386   char *path;
 387   enum action action;
 388   struct path_rule *next;
 389 };
 390
 391 static struct path_rule default_path_rules[] = {
 392   { "/etc/", A_YES },
 393   { "/lib/", A_YES },
 394   { "/usr/lib/", A_YES },
 395   { "/opt/lib/", A_YES },
 396   { "/usr/share/zoneinfo/", A_YES },
 397   { "/usr/share/locale/", A_YES },
 398   { "/dev/null", A_YES },
 399   { "/dev/zero", A_YES },
 400   { "/proc/meminfo", A_YES },
 401   { "/proc/self/stat", A_YES },
 402   { "/proc/self/exe", A_YES },                  // Needed by FPC 2.0.x runtime
 403 };
 404
 405 static struct path_rule *user_path_rules;
 406 static struct path_rule **last_path_rule = &user_path_rules;
 407
 408 static int
 409 set_path_action(char *a)
 410 {
 411   char *sep = strchr(a, '=');
 412   enum action act = A_YES;
 413   if (sep)
 414     {
 415       *sep++ = 0;
 416       if (!strcmp(sep, "yes"))
 417         act = A_YES;
 418       else if (!strcmp(sep, "no"))
 419         act = A_NO;
 420       else
 421         return 0;
 422     }
 423
 424   struct path_rule *r = xmalloc(sizeof(*r) + strlen(a) + 1);
 425   r->path = (char *)(r+1);
 426   strcpy(r->path, a);
 427   r->action = act;
 428   r->next = NULL;
 429   *last_path_rule = r;
 430   last_path_rule = &r->next;
 431   return 1;
 432 }
 433
 434 static enum action
 435 match_path_rule(struct path_rule *r, char *path)
 436 {
 437   char *rr = r->path;
 438   while (*rr)
 439     if (*rr++ != *path++)
 440       {
 441         if (rr[-1] == '/' && !path[-1])
 442           break;
 443         return A_DEFAULT;
 444       }
 445   if (rr > r->path && rr[-1] != '/' && *path)
 446     return A_DEFAULT;
 447   return r->action;
 448 }
 449
 450 /*** Environment rules ***/
 451
 452 struct env_rule {
 453   char *var;                    // Variable to match
 454   char *val;                    // ""=clear, NULL=inherit
 455   int var_len;
 456   struct env_rule *next;
 457 };
 458
 459 static struct env_rule *first_env_rule;
 460 static struct env_rule **last_env_rule = &first_env_rule;
 461
 462 static struct env_rule default_env_rules[] = {
 463   { "LIBC_FATAL_STDERR_", "1" }
 464 };
 465
 466 static int
 467 set_env_action(char *a0)
 468 {
 469   struct env_rule *r = xmalloc(sizeof(*r) + strlen(a0) + 1);
 470   char *a = (char *)(r+1);
 471   strcpy(a, a0);
 472
 473   char *sep = strchr(a, '=');
 474   if (sep == a)
 475     return 0;
 476   r->var = a;
 477   if (sep)
 478     {
 479       *sep++ = 0;
 480       r->val = sep;
 481     }
 482   else
 483     r->val = NULL;
 484   *last_env_rule = r;
 485   last_env_rule = &r->next;
 486   r->next = NULL;
 487   return 1;
 488 }
 489
 490 static int
 491 match_env_var(char *env_entry, struct env_rule *r)
 492 {
 493   if (strncmp(env_entry, r->var, r->var_len))
 494     return 0;
 495   return (env_entry[r->var_len] == '=');
 496 }
 497
 498 static void
 499 apply_env_rule(char **env, int *env_sizep, struct env_rule *r)
 500 {
 501   // First remove the variable if already set
 502   int pos = 0;
 503   while (pos < *env_sizep && !match_env_var(env[pos], r))
 504     pos++;
 505   if (pos < *env_sizep)
 506     {
 507       (*env_sizep)--;
 508       env[pos] = env[*env_sizep];
 509       env[*env_sizep] = NULL;
 510     }
 511
 512   // What is the new value?
 513   char *new;
 514   if (r->val)
 515     {
 516       if (!r->val[0])
 517         return;
 518       new = xmalloc(r->var_len + 1 + strlen(r->val) + 1);
 519       sprintf(new, "%s=%s", r->var, r->val);
 520     }
 521   else
 522     {
 523       pos = 0;
 524       while (environ[pos] && !match_env_var(environ[pos], r))
 525         pos++;
 526       if (!(new = environ[pos]))
 527         return;
 528     }
 529
 530   // Add it at the end of the array
 531   env[(*env_sizep)++] = new;
 532   env[*env_sizep] = NULL;
 533 }
 534
 535 static char **
 536 setup_environment(void)
 537 {
 538   // Link built-in rules with user rules
 539   for (int i=ARRAY_SIZE(default_env_rules)-1; i >= 0; i--)
 540     {
 541       default_env_rules[i].next = first_env_rule;
 542       first_env_rule = &default_env_rules[i];
 543     }
 544
 545   // Scan the original environment
 546   char **orig_env = environ;
 547   int orig_size = 0;
 548   while (orig_env[orig_size])
 549     orig_size++;
 550
 551   // For each rule, reserve one more slot and calculate length
 552   int num_rules = 0;
 553   for (struct env_rule *r = first_env_rule; r; r=r->next)
 554     {
 555       num_rules++;
 556       r->var_len = strlen(r->var);
 557     }
 558
 559   // Create a new environment
 560   char **env = xmalloc((orig_size + num_rules + 1) * sizeof(char *));
 561   int size;
 562   if (pass_environ)
 563     {
 564       memcpy(env, environ, orig_size * sizeof(char *));
 565       size = orig_size;
 566     }
 567   else
 568     size = 0;
 569   env[size] = NULL;
 570
 571   // Apply the rules one by one
 572   for (struct env_rule *r = first_env_rule; r; r=r->next)
 573     apply_env_rule(env, &size, r);
 574
 575   // Return the new env and pass some gossip
 576   if (verbose > 1)
 577     {
 578       fprintf(stderr, "Passing environment:\n");
 579       for (int i=0; env[i]; i++)
 580         fprintf(stderr, "\t%s\n", env[i]);
 581     }
 582   return env;
 583 }
 584
 585 /*** Syscall checks ***/
 586
 587 static void
 588 valid_filename(unsigned long addr)
 589 {
 590   char namebuf[4096], *p, *end;
 591   static int mem_fd;
 592
 593   if (!file_access)
 594     err("FA: File access forbidden");
 595   if (file_access >= 9)
 596     return;
 597
 598   if (!mem_fd)
 599     {
 600       sprintf(namebuf, "/proc/%d/mem", (int) box_pid);
 601       mem_fd = open(namebuf, O_RDONLY);
 602       if (mem_fd < 0)
 603         die("open(%s): %m", namebuf);
 604     }
 605   p = end = namebuf;
 606   do
 607     {
 608       if (p >= end)
 609         {
 610           int remains = PAGE_SIZE - (addr & (PAGE_SIZE-1));
 611           int l = namebuf + sizeof(namebuf) - end;
 612           if (l > remains)
 613             l = remains;
 614           if (!l)
 615             err("FA: Access to file with name too long");
 616           if (lseek64(mem_fd, addr, SEEK_SET) < 0)
 617             die("lseek64(mem): %m");
 618           remains = read(mem_fd, end, l);
 619           if (remains < 0)
 620             die("read(mem): %m");
 621           if (!remains)
 622             err("FA: Access to file with name out of memory");
 623           end += l;
 624           addr += l;
 625         }
 626     }
 627   while (*p++);
 628
 629   msg("[%s] ", namebuf);
 630   if (file_access >= 3)
 631     return;
 632
 633   // Everything in current directory is permitted
 634   if (!strchr(namebuf, '/') && strcmp(namebuf, ".."))
 635     return;
 636
 637   // ".." anywhere in the path is forbidden
 638   enum action act = A_DEFAULT;
 639   if (strstr(namebuf, ".."))
 640     act = A_NO;
 641
 642   // Scan user rules
 643   for (struct path_rule *r = user_path_rules; r && !act; r=r->next)
 644     act = match_path_rule(r, namebuf);
 645
 646   // Scan built-in rules
 647   if (file_access >= 2)
 648     for (int i=0; i<ARRAY_SIZE(default_path_rules) && !act; i++)
 649       act = match_path_rule(&default_path_rules[i], namebuf);
 650
 651   if (act != A_YES)
 652     err("FA: Forbidden access to file `%s'", namebuf);
 653 }
 654
 655 // Check syscall. If invalid, return -1, otherwise return the action mask.
 656 static int
 657 valid_syscall(struct user *u)
 658 {
 659   unsigned int sys = u->regs.orig_eax;
 660   unsigned int act = (sys < NUM_ACTIONS) ? syscall_action[sys] : A_DEFAULT;
 661
 662   if (act & A_LIBERAL)
 663     {
 664       if (filter_syscalls != 1)
 665         act = A_DEFAULT;
 666     }
 667
 668   switch (act & A_ACTION_MASK)
 669     {
 670     case A_YES:
 671       return act;
 672     case A_NO:
 673       return -1;
 674     case A_FILENAME:
 675       valid_filename(u->regs.ebx);
 676       return act;
 677     default: ;
 678     }
 679
 680   switch (sys)
 681     {
 682     case __NR_kill:
 683       if (u->regs.ebx == box_pid)
 684         {
 685           meta_printf("exitsig:%d\n", (int)u->regs.ecx);
 686           err("SG: Committed suicide by signal %d", (int)u->regs.ecx);
 687         }
 688       return -1;
 689     case __NR_tgkill:
 690       if (u->regs.ebx == box_pid && u->regs.ecx == box_pid)
 691         {
 692           meta_printf("exitsig:%d\n", (int)u->regs.edx);
 693           err("SG: Committed suicide by signal %d", (int)u->regs.edx);
 694         }
 695       return -1;
 696     default:
 697       return -1;
 698     }
 699 }
 700
 701 static void
 702 signal_alarm(int unused UNUSED)
 703 {
 704   /* Time limit checks are synchronous, so we only schedule them there. */
 705   timer_tick = 1;
 706   alarm(1);
 707 }
 708
 709 static void
 710 signal_int(int unused UNUSED)
 711 {
 712   /* Interrupts are fatal, so no synchronization requirements. */
 713   meta_printf("exitsig:%d\n", SIGINT);
 714   err("SG: Interrupted");
 715 }
 716
 717 #define PROC_BUF_SIZE 4096
 718 static void
 719 read_proc_file(char *buf, char *name, int *fdp)
 720 {
 721   int c;
 722
 723   if (!*fdp)
 724     {
 725       sprintf(buf, "/proc/%d/%s", (int) box_pid, name);
 726       *fdp = open(buf, O_RDONLY);
 727       if (*fdp < 0)
 728         die("open(%s): %m", buf);
 729     }
 730   lseek(*fdp, 0, SEEK_SET);
 731   if ((c = read(*fdp, buf, PROC_BUF_SIZE-1)) < 0)
 732     die("read on /proc/$pid/%s: %m", name);
 733   if (c >= PROC_BUF_SIZE-1)
 734     die("/proc/$pid/%s too long", name);
 735   buf[c] = 0;
 736 }
 737
 738 static void
 739 check_timeout(void)
 740 {
 741   if (wall_timeout)
 742     {
 743       struct timeval now, wall;
 744       int wall_ms;
 745       gettimeofday(&now, NULL);
 746       timersub(&now, &start_time, &wall);
 747       wall_ms = wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
 748       if (wall_ms > wall_timeout)
 749         err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 750       if (verbose > 1)
 751         fprintf(stderr, "[wall time check: %d msec]\n", wall_ms);
 752     }
 753   if (timeout)
 754     {
 755       char buf[PROC_BUF_SIZE], *x;
 756       int utime, stime, ms;
 757       static int proc_stat_fd;
 758       read_proc_file(buf, "stat", &proc_stat_fd);
 759       x = buf;
 760       while (*x && *x != ' ')
 761         x++;
 762       while (*x == ' ')
 763         x++;
 764       if (*x++ != '(')
 765         die("proc stat syntax error 1");
 766       while (*x && (*x != ')' || x[1] != ' '))
 767         x++;
 768       while (*x == ')' || *x == ' ')
 769         x++;
 770       if (sscanf(x, "%*c %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %d %d", &utime, &stime) != 2)
 771         die("proc stat syntax error 2");
 772       ms = (utime + stime) * 1000 / ticks_per_sec;
 773       if (verbose > 1)
 774         fprintf(stderr, "[time check: %d msec]\n", ms);
 775       if (ms > timeout && ms > extra_timeout)
 776         err("TO: Time limit exceeded");
 777     }
 778 }
 779
 780 static void
 781 sample_mem_peak(void)
 782 {
 783   /*
 784    *  We want to find out the peak memory usage of the process, which is
 785    *  maintained by the kernel, but unforunately it gets lost when the
 786    *  process exits (it is not reported in struct rusage). Therefore we
 787    *  have to sample it whenever we suspect that the process is about
 788    *  to exit.
 789    */
 790   char buf[PROC_BUF_SIZE], *x;
 791   static int proc_status_fd;
 792   read_proc_file(buf, "status", &proc_status_fd);
 793
 794   x = buf;
 795   while (*x)
 796     {
 797       char *key = x;
 798       while (*x && *x != ':' && *x != '\n')
 799         x++;
 800       if (!*x || *x == '\n')
 801         break;
 802       *x++ = 0;
 803       while (*x == ' ' || *x == '\t')
 804         x++;
 805
 806       char *val = x;
 807       while (*x && *x != '\n')
 808         x++;
 809       if (!*x)
 810         break;
 811       *x++ = 0;
 812
 813       if (!strcmp(key, "VmPeak"))
 814         {
 815           int peak = atoi(val);
 816           if (peak > mem_peak_kb)
 817             mem_peak_kb = peak;
 818         }
 819     }
 820
 821   if (verbose > 1)
 822     msg("[mem-peak: %u KB]\n", mem_peak_kb);
 823 }
 824
 825 static void
 826 boxkeeper(void)
 827 {
 828   int syscall_count = 0;
 829   struct sigaction sa;
 830
 831   is_ptraced = 1;
 832   bzero(&sa, sizeof(sa));
 833   sa.sa_handler = signal_int;
 834   sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 835   gettimeofday(&start_time, NULL);
 836   ticks_per_sec = sysconf(_SC_CLK_TCK);
 837   if (ticks_per_sec <= 0)
 838     die("Invalid ticks_per_sec!");
 839   if (timeout || wall_timeout)
 840     {
 841       sa.sa_handler = signal_alarm;
 842       sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 843       alarm(1);
 844     }
 845   for(;;)
 846     {
 847       struct rusage rus;
 848       int stat;
 849       pid_t p;
 850       if (timer_tick)
 851         {
 852           check_timeout();
 853           timer_tick = 0;
 854         }
 855       p = wait4(box_pid, &stat, WUNTRACED, &rus);
 856       if (p < 0)
 857         {
 858           if (errno == EINTR)
 859             continue;
 860           die("wait4: %m");
 861         }
 862       if (p != box_pid)
 863         die("wait4: unknown pid %d exited!", p);
 864       if (WIFEXITED(stat))
 865         {
 866           box_pid = 0;
 867           final_stats(&rus);
 868           if (WEXITSTATUS(stat))
 869             {
 870               if (syscall_count)
 871                 {
 872                   meta_printf("exitcode:%d\n", WEXITSTATUS(stat));
 873                   err("RE: Exited with error status %d", WEXITSTATUS(stat));
 874                 }
 875               else
 876                 {
 877                   // Internal error happened inside the child process and it has been already reported.
 878                   box_exit(2);
 879                 }
 880             }
 881           if (timeout && total_ms > timeout)
 882             err("TO: Time limit exceeded");
 883           if (wall_timeout && wall_ms > wall_timeout)
 884             err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 885           flush_line();
 886           fprintf(stderr, "OK (%d.%03d sec real, %d.%03d sec wall, %d MB, %d syscalls)\n",
 887               total_ms/1000, total_ms%1000,
 888               wall_ms/1000, wall_ms%1000,
 889               (mem_peak_kb + 1023) / 1024,
 890               syscall_count);
 891           box_exit(0);
 892         }
 893       if (WIFSIGNALED(stat))
 894         {
 895           box_pid = 0;
 896           meta_printf("exitsig:%d\n", WTERMSIG(stat));
 897           final_stats(&rus);
 898           err("SG: Caught fatal signal %d%s", WTERMSIG(stat), (syscall_count ? "" : " during startup"));
 899         }
 900       if (WIFSTOPPED(stat))
 901         {
 902           int sig = WSTOPSIG(stat);
 903           if (sig == SIGTRAP)
 904             {
 905               if (verbose > 2)
 906                 msg("[ptrace status %08x] ", stat);
 907               static int stop_count;
 908               if (!stop_count++)                /* Traceme request */
 909                 msg(">> Traceme request caught\n");
 910               else
 911                 err("SG: Breakpoint");
 912               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, 0);
 913             }
 914           else if (sig == (SIGTRAP | 0x80))
 915             {
 916               if (verbose > 2)
 917                 msg("[ptrace status %08x] ", stat);
 918               struct user u;
 919               static unsigned int sys_tick, last_sys, last_act;
 920               if (ptrace(PTRACE_GETREGS, box_pid, NULL, &u) < 0)
 921                 die("ptrace(PTRACE_GETREGS): %m");
 922               unsigned int sys = u.regs.orig_eax;
 923               if (++sys_tick & 1)               /* Syscall entry */
 924                 {
 925                   char namebuf[32];
 926                   int act;
 927                   msg(">> Syscall %-12s (%08lx,%08lx,%08lx) ", syscall_name(sys, namebuf), u.regs.ebx, u.regs.ecx, u.regs.edx);
 928                   if (!exec_seen)
 929                     {
 930                       msg("[master] ");
 931                       if (sys == __NR_execve)
 932                         exec_seen = 1;
 933                     }
 934                   else if ((act = valid_syscall(&u)) >= 0)
 935                     {
 936                       last_act = act;
 937                       syscall_count++;
 938                       if (act & A_SAMPLE_MEM)
 939                         sample_mem_peak();
 940                     }
 941                   else
 942                     {
 943                       /*
 944                        * Unfortunately, PTRACE_KILL kills _after_ the syscall completes,
 945                        * so we have to change it to something harmless (e.g., an undefined
 946                        * syscall) and make the program continue.
 947                        */
 948                       u.regs.orig_eax = 0xffffffff;
 949                       if (ptrace(PTRACE_SETREGS, box_pid, NULL, &u) < 0)
 950                         die("ptrace(PTRACE_SETREGS): %m");
 951                       err("FO: Forbidden syscall %s", syscall_name(sys, namebuf));
 952                     }
 953                   last_sys = sys;
 954                 }
 955               else                                      /* Syscall return */
 956                 {
 957                   if (sys == 0xffffffff)
 958                     {
 959                       /* Some syscalls (sigreturn et al.) do not return a value */
 960                       if (!(last_act & A_NO_RETVAL))
 961                         err("XX: Syscall does not return, but it should");
 962                     }
 963                   else
 964                     {
 965                       if (sys != last_sys)
 966                         err("XX: Mismatched syscall entry/exit");
 967                     }
 968                   if (last_act & A_NO_RETVAL)
 969                     msg("= ?\n");
 970                   else
 971                     msg("= %ld\n", u.regs.eax);
 972                 }
 973               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, 0);
 974             }
 975           else if (sig == SIGSTOP)
 976             {
 977               msg(">> SIGSTOP\n");
 978               if (ptrace(PTRACE_SETOPTIONS, box_pid, NULL, (void *) PTRACE_O_TRACESYSGOOD) < 0)
 979                 die("ptrace(PTRACE_SETOPTIONS): %m");
 980               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, 0);
 981             }
 982           else if (sig != SIGXCPU && sig != SIGXFSZ)
 983             {
 984               msg(">> Signal %d\n", sig);
 985               sample_mem_peak();                        /* Signal might be fatal, so update mem-peak */
 986               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, sig);
 987             }
 988           else
 989             {
 990               meta_printf("exitsig:%d", sig);
 991               err("SG: Received signal %d", sig);
 992             }
 993         }
 994       else
 995         die("wait4: unknown status %x, giving up!", stat);
 996     }
 997 }
 998
 999 static void
1000 box_inside(int argc, char **argv)
1001 {
1002   struct rlimit rl;
1003   char *args[argc+1];
1004
1005   memcpy(args, argv, argc * sizeof(char *));
1006   args[argc] = NULL;
1007   if (set_cwd && chdir(set_cwd))
1008     die("chdir: %m");
1009   if (redir_stdin)
1010     {
1011       close(0);
1012       if (open(redir_stdin, O_RDONLY) != 0)
1013         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdin);
1014     }
1015   if (redir_stdout)
1016     {
1017       close(1);
1018       if (open(redir_stdout, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 1)
1019         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdout);
1020     }
1021   if (redir_stderr)
1022     {
1023       close(2);
1024       if (open(redir_stderr, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 2)
1025         die("open(\"%s\"): %m", redir_stderr);
1026     }
1027   else
1028     dup2(1, 2);
1029   setpgrp();
1030   if (memory_limit)
1031     {
1032       rl.rlim_cur = rl.rlim_max = memory_limit * 1024;
1033       if (setrlimit(RLIMIT_AS, &rl) < 0)
1034         die("setrlimit: %m");
1035     }
1036   rl.rlim_cur = rl.rlim_max = 64;
1037   if (setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) < 0)
1038     die("setrlimit: %m");
1039   char **env = setup_environment();
1040   if (filter_syscalls)
1041     {
1042       if (ptrace(PTRACE_TRACEME) < 0)
1043         die("ptrace(PTRACE_TRACEME): %m");
1044       /* Trick: Make sure that we are stopped until the boxkeeper wakes up. */
1045       raise(SIGSTOP);
1046     }
1047   execve(args[0], args, env);
1048   die("execve(\"%s\"): %m", args[0]);
1049 }
1050
1051 static void
1052 usage(void)
1053 {
1054   fprintf(stderr, "Invalid arguments!\n");
1055   printf("\
1056 Usage: box [<options>] -- <command> <arguments>\n\
1057 \n\
1058 Options:\n\
1059 -a <level>\tSet file access level (0=none, 1=cwd, 2=/etc,/lib,..., 3=whole fs, 9=no checks; needs -f)\n\
1060 -c <dir>\tChange directory to <dir> first\n\
1061 -e\t\tInherit full environment of the parent process\n\
1062 -E <var>\tInherit the environment variable <var> from the parent process\n\
1063 -E <var>=<val>\tSet the environment variable <var> to <val>; unset it if <var> is empty\n\
1064 -f\t\tFilter system calls (-ff=very restricted)\n\
1065 -i <file>\tRedirect stdin from <file>\n\
1066 -m <size>\tLimit address space to <size> KB\n\
1067 -M <file>\tOutput process information to <file> (name:value)\n\
1068 -o <file>\tRedirect stdout to <file>\n\
1069 -p <path>\tPermit access to the specified path (or subtree if it ends with a `/')\n\
1070 -p <path>=<act>\tDefine action for the specified path (<act>=yes/no)\n\
1071 -r <file>\tRedirect stderr to <file>\n\
1072 -s <sys>\tPermit the specified syscall (be careful)\n\
1073 -s <sys>=<act>\tDefine action for the specified syscall (<act>=yes/no/file)\n\
1074 -t <time>\tSet run time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1075 -T\t\tAllow syscalls for measuring run time\n\
1076 -v\t\tBe verbose (use multiple times for even more verbosity)\n\
1077 -w <time>\tSet wall clock time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1078 -x <time>\tSet extra timeout, before which a timing-out program is not yet killed,\n\
1079 \t\tso that its real execution time is reported (seconds, fractions allowed)\n\
1080 ");
1081   exit(2);
1082 }
1083
1084 int
1085 main(int argc, char **argv)
1086 {
1087   int c;
1088   uid_t uid;
1089
1090   while ((c = getopt(argc, argv, "a:c:eE:fi:m:M:o:p:r:s:t:Tvw:x:")) >= 0)
1091     switch (c)
1092       {
1093       case 'a':
1094         file_access = atol(optarg);
1095         break;
1096       case 'c':
1097         set_cwd = optarg;
1098         break;
1099       case 'e':
1100         pass_environ = 1;
1101         break;
1102       case 'E':
1103         if (!set_env_action(optarg))
1104           usage();
1105         break;
1106       case 'f':
1107         filter_syscalls++;
1108         break;
1109       case 'i':
1110         redir_stdin = optarg;
1111         break;
1112       case 'm':
1113         memory_limit = atol(optarg);
1114         break;
1115       case 'M':
1116         meta_open(optarg);
1117         break;
1118       case 'o':
1119         redir_stdout = optarg;
1120         break;
1121       case 'p':
1122         if (!set_path_action(optarg))
1123           usage();
1124         break;
1125       case 'r':
1126         redir_stderr = optarg;
1127         break;
1128       case 's':
1129         if (!set_syscall_action(optarg))
1130           usage();
1131         break;
1132       case 't':
1133         timeout = 1000*atof(optarg);
1134         break;
1135       case 'T':
1136         syscall_action[__NR_times] = A_YES;
1137         break;
1138       case 'v':
1139         verbose++;
1140         break;
1141       case 'w':
1142         wall_timeout = 1000*atof(optarg);
1143         break;
1144       case 'x':
1145         extra_timeout = 1000*atof(optarg);
1146         break;
1147       default:
1148         usage();
1149       }
1150   if (optind >= argc)
1151     usage();
1152
1153   uid = geteuid();
1154   if (setreuid(uid, uid) < 0)
1155     die("setreuid: %m");
1156   box_pid = fork();
1157   if (box_pid < 0)
1158     die("fork: %m");
1159   if (!box_pid)
1160     box_inside(argc-optind, argv+optind);
1161   else
1162     boxkeeper();
1163   die("Internal error: fell over edge of the world");
1164 }