box/box.c

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