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 #if defined(__GLIBC__) && __GLIBC__ == 2 && __GLIBC_MINOR__ > 0
  51 /* glibc 2.1 or newer -> has lseek64 */
  52 #define long_seek(f,o,w) lseek64(f,o,w)
  53 #else
  54 /* Touching clandestine places in glibc */
  55 extern loff_t llseek(int fd, loff_t pos, int whence);
  56 #define long_seek(f,o,w) llseek(f,o,w)
  57 #endif
  58
  59 static void die(char *msg, ...) NONRET;
  60
  61 /*** Meta-files ***/
  62
  63 static FILE *metafile;
  64
  65 static void
  66 meta_open(const char *name)
  67 {
  68   if (!strcmp(name, "-"))
  69     {
  70       metafile = stdout;
  71       return;
  72     }
  73   metafile = fopen(name, "w");
  74   if (!metafile)
  75     die("Failed to open metafile '%s'",name);
  76 }
  77
  78 static void
  79 meta_close(void)
  80 {
  81   if (metafile && metafile != stdout)
  82     fclose(metafile);
  83 }
  84
  85 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
  86 meta_printf(const char *fmt, ...)
  87 {
  88   if (!metafile)
  89     return;
  90
  91   va_list args;
  92   va_start(args, fmt);
  93   vfprintf(metafile, fmt, args);
  94   va_end(args);
  95 }
  96
  97 static int total_ms, wall_ms;
  98
  99 static void
 100 final_stats(struct rusage *rus)
 101 {
 102   struct timeval total, now, wall;
 103   timeradd(&rus->ru_utime, &rus->ru_stime, &total);
 104   total_ms = total.tv_sec*1000 + total.tv_usec/1000;
 105   gettimeofday(&now, NULL);
 106   // FIXME: We are not guaranteed to have start_time always initialized
 107   timersub(&now, &start_time, &wall);
 108   wall_ms = wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
 109
 110   meta_printf("time:%d.%03d\n", total_ms/1000, total_ms%1000);
 111   meta_printf("time-wall:%d.%03d\n", wall_ms/1000, wall_ms%1000);
 112 }
 113
 114 /*** Messages and exits ***/
 115
 116 static void NONRET
 117 box_exit(int rc)
 118 {
 119   if (box_pid > 0)
 120     {
 121       if (is_ptraced)
 122         ptrace(PTRACE_KILL, box_pid);
 123       kill(-box_pid, SIGKILL);
 124       kill(box_pid, SIGKILL);
 125
 126       struct rusage rus;
 127       int stat;
 128       int p = wait4(box_pid, &stat, 0, &rus);
 129       if (p < 0)
 130         fprintf(stderr, "UGH: Lost track of the process\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 static void NONRET __attribute__((format(printf,1,2)))
 147 die(char *msg, ...)
 148 {
 149   va_list args;
 150   va_start(args, msg);
 151   flush_line();
 152   vfprintf(stderr, msg, args);
 153   fputc('\n', stderr);
 154   box_exit(1);
 155   // FIXME: exit(2) for errors of the box itself
 156 }
 157
 158 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
 159 msg(char *msg, ...)
 160 {
 161   va_list args;
 162   va_start(args, msg);
 163   if (verbose)
 164     {
 165       int len = strlen(msg);
 166       if (len > 0)
 167         partial_line = (msg[len-1] != '\n');
 168       vfprintf(stderr, msg, args);
 169       fflush(stderr);
 170     }
 171   va_end(args);
 172 }
 173
 174 static void *
 175 xmalloc(size_t size)
 176 {
 177   void *p = malloc(size);
 178   if (!p)
 179     die("Out of memory");
 180   return p;
 181 }
 182
 183 /*** Syscall rules ***/
 184
 185 static const char * const syscall_names[] = {
 186 #include "box/syscall-table.h"
 187 };
 188 #define NUM_SYSCALLS ARRAY_SIZE(syscall_names)
 189 #define NUM_ACTIONS (NUM_SYSCALLS+64)
 190
 191 enum action {
 192   A_DEFAULT,            // Use the default action
 193   A_NO,                 // Always forbid
 194   A_YES,                // Always permit
 195   A_FILENAME,           // Permit if arg1 is a known filename
 196   A_LIBERAL = 128,      // Valid only in liberal mode
 197 };
 198
 199 static unsigned char syscall_action[NUM_ACTIONS] = {
 200 #define S(x) [__NR_##x]
 201
 202     // Syscalls permitted for specific file names
 203     S(open) = A_FILENAME,
 204     S(creat) = A_FILENAME,
 205     S(unlink) = A_FILENAME,
 206     S(oldstat) = A_FILENAME,
 207     S(access) = A_FILENAME,
 208     S(oldlstat) = A_FILENAME,
 209     S(truncate) = A_FILENAME,
 210     S(stat) = A_FILENAME,
 211     S(lstat) = A_FILENAME,
 212     S(truncate64) = A_FILENAME,
 213     S(stat64) = A_FILENAME,
 214     S(lstat64) = A_FILENAME,
 215     S(readlink) = A_FILENAME,
 216
 217     // Syscalls permitted always
 218     S(exit) = A_YES,
 219     S(read) = A_YES,
 220     S(write) = A_YES,
 221     S(close) = A_YES,
 222     S(lseek) = A_YES,
 223     S(getpid) = A_YES,
 224     S(getuid) = A_YES,
 225     S(oldfstat) = A_YES,
 226     S(dup) = A_YES,
 227     S(brk) = A_YES,
 228     S(getgid) = A_YES,
 229     S(geteuid) = A_YES,
 230     S(getegid) = A_YES,
 231     S(dup2) = A_YES,
 232     S(ftruncate) = A_YES,
 233     S(fstat) = A_YES,
 234     S(personality) = A_YES,
 235     S(_llseek) = A_YES,
 236     S(readv) = A_YES,
 237     S(writev) = A_YES,
 238     S(getresuid) = A_YES,
 239 #ifdef __NR_pread64
 240     S(pread64) = A_YES,
 241     S(pwrite64) = A_YES,
 242 #else
 243     S(pread) = A_YES,
 244     S(pwrite) = A_YES,
 245 #endif
 246     S(ftruncate64) = A_YES,
 247     S(fstat64) = A_YES,
 248     S(fcntl) = A_YES,
 249     S(fcntl64) = A_YES,
 250     S(mmap) = A_YES,
 251     S(munmap) = A_YES,
 252     S(ioctl) = A_YES,
 253     S(uname) = A_YES,
 254     S(gettid) = A_YES,
 255     S(set_thread_area) = A_YES,
 256     S(get_thread_area) = A_YES,
 257     S(exit_group) = A_YES,
 258
 259     // Syscalls permitted only in liberal mode
 260     S(time) = A_YES | A_LIBERAL,
 261     S(alarm) = A_YES | A_LIBERAL,
 262     S(pause) = A_YES | A_LIBERAL,
 263     S(signal) = A_YES | A_LIBERAL,
 264     S(fchmod) = A_YES | A_LIBERAL,
 265     S(sigaction) = A_YES | A_LIBERAL,
 266     S(sgetmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 267     S(ssetmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 268     S(sigsuspend) = A_YES | A_LIBERAL,
 269     S(sigpending) = A_YES | A_LIBERAL,
 270     S(getrlimit) = A_YES | A_LIBERAL,
 271     S(getrusage) = A_YES | A_LIBERAL,
 272     S(ugetrlimit) = A_YES | A_LIBERAL,
 273     S(gettimeofday) = A_YES | A_LIBERAL,
 274     S(select) = A_YES | A_LIBERAL,
 275     S(readdir) = A_YES | A_LIBERAL,
 276     S(setitimer) = A_YES | A_LIBERAL,
 277     S(getitimer) = A_YES | A_LIBERAL,
 278     S(sigreturn) = A_YES | A_LIBERAL,
 279     S(mprotect) = A_YES | A_LIBERAL,
 280     S(sigprocmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 281     S(getdents) = A_YES | A_LIBERAL,
 282     S(getdents64) = A_YES | A_LIBERAL,
 283     S(_newselect) = A_YES | A_LIBERAL,
 284     S(fdatasync) = A_YES | A_LIBERAL,
 285     S(mremap) = A_YES | A_LIBERAL,
 286     S(poll) = A_YES | A_LIBERAL,
 287     S(getcwd) = A_YES | A_LIBERAL,
 288     S(nanosleep) = A_YES | A_LIBERAL,
 289     S(rt_sigreturn) = A_YES | A_LIBERAL,
 290     S(rt_sigaction) = A_YES | A_LIBERAL,
 291     S(rt_sigprocmask) = A_YES | A_LIBERAL,
 292     S(rt_sigpending) = A_YES | A_LIBERAL,
 293     S(rt_sigtimedwait) = A_YES | A_LIBERAL,
 294     S(rt_sigqueueinfo) = A_YES | A_LIBERAL,
 295     S(rt_sigsuspend) = A_YES | A_LIBERAL,
 296     S(mmap2) = A_YES | A_LIBERAL,
 297     S(_sysctl) = A_YES | A_LIBERAL,
 298 #undef S
 299 };
 300
 301 static const char *
 302 syscall_name(unsigned int id, char *buf)
 303 {
 304   if (id < NUM_SYSCALLS && syscall_names[id])
 305     return syscall_names[id];
 306   else
 307     {
 308       sprintf(buf, "#%d", id);
 309       return buf;
 310     }
 311 }
 312
 313 static int
 314 syscall_by_name(char *name)
 315 {
 316   for (unsigned int i=0; i<NUM_SYSCALLS; i++)
 317     if (syscall_names[i] && !strcmp(syscall_names[i], name))
 318       return i;
 319   if (name[0] == '#')
 320     name++;
 321   if (!*name)
 322     return -1;
 323   char *ep;
 324   unsigned long l = strtoul(name, &ep, 0);
 325   if (*ep)
 326     return -1;
 327   if (l >= NUM_ACTIONS)
 328     return NUM_ACTIONS;
 329   return l;
 330 }
 331
 332 static int
 333 set_syscall_action(char *a)
 334 {
 335   char *sep = strchr(a, '=');
 336   enum action act = A_YES;
 337   if (sep)
 338     {
 339       *sep++ = 0;
 340       if (!strcmp(sep, "yes"))
 341         act = A_YES;
 342       else if (!strcmp(sep, "no"))
 343         act = A_NO;
 344       else if (!strcmp(sep, "file"))
 345         act = A_FILENAME;
 346       else
 347         return 0;
 348     }
 349
 350   int sys = syscall_by_name(a);
 351   if (sys < 0)
 352     die("Unknown syscall `%s'", a);
 353   if (sys >= NUM_ACTIONS)
 354     die("Syscall `%s' out of range", a);
 355   syscall_action[sys] = act;
 356   return 1;
 357 }
 358
 359 /*** Path rules ***/
 360
 361 struct path_rule {
 362   char *path;
 363   enum action action;
 364   struct path_rule *next;
 365 };
 366
 367 static struct path_rule default_path_rules[] = {
 368   { "/etc/", A_YES },
 369   { "/lib/", A_YES },
 370   { "/usr/lib/", A_YES },
 371   { "/opt/lib/", A_YES },
 372   { "/usr/share/zoneinfo/", A_YES },
 373   { "/usr/share/locale/", A_YES },
 374   { "/dev/null", A_YES },
 375   { "/dev/zero", A_YES },
 376   { "/proc/meminfo", A_YES },
 377   { "/proc/self/stat", A_YES },
 378   { "/proc/self/exe", A_YES },                  // Needed by FPC 2.0.x runtime
 379 };
 380
 381 static struct path_rule *user_path_rules;
 382 static struct path_rule **last_path_rule = &user_path_rules;
 383
 384 static int
 385 set_path_action(char *a)
 386 {
 387   char *sep = strchr(a, '=');
 388   enum action act = A_YES;
 389   if (sep)
 390     {
 391       *sep++ = 0;
 392       if (!strcmp(sep, "yes"))
 393         act = A_YES;
 394       else if (!strcmp(sep, "no"))
 395         act = A_NO;
 396       else
 397         return 0;
 398     }
 399
 400   struct path_rule *r = xmalloc(sizeof(*r) + strlen(a) + 1);
 401   r->path = (char *)(r+1);
 402   strcpy(r->path, a);
 403   r->action = act;
 404   r->next = NULL;
 405   *last_path_rule = r;
 406   last_path_rule = &r->next;
 407   return 1;
 408 }
 409
 410 static enum action
 411 match_path_rule(struct path_rule *r, char *path)
 412 {
 413   char *rr = r->path;
 414   while (*rr)
 415     if (*rr++ != *path++)
 416       {
 417         if (rr[-1] == '/' && !path[-1])
 418           break;
 419         return A_DEFAULT;
 420       }
 421   if (rr > r->path && rr[-1] != '/' && *path)
 422     return A_DEFAULT;
 423   return r->action;
 424 }
 425
 426 /*** Environment rules ***/
 427
 428 struct env_rule {
 429   char *var;                    // Variable to match
 430   char *val;                    // ""=clear, NULL=inherit
 431   int var_len;
 432   struct env_rule *next;
 433 };
 434
 435 static struct env_rule *first_env_rule;
 436 static struct env_rule **last_env_rule = &first_env_rule;
 437
 438 static struct env_rule default_env_rules[] = {
 439   { "LIBC_FATAL_STDERR_", "1" }
 440 };
 441
 442 static int
 443 set_env_action(char *a0)
 444 {
 445   struct env_rule *r = xmalloc(sizeof(*r) + strlen(a0) + 1);
 446   char *a = (char *)(r+1);
 447   strcpy(a, a0);
 448
 449   char *sep = strchr(a, '=');
 450   if (sep == a)
 451     return 0;
 452   r->var = a;
 453   if (sep)
 454     {
 455       *sep++ = 0;
 456       r->val = sep;
 457     }
 458   else
 459     r->val = NULL;
 460   *last_env_rule = r;
 461   last_env_rule = &r->next;
 462   r->next = NULL;
 463   return 1;
 464 }
 465
 466 static int
 467 match_env_var(char *env_entry, struct env_rule *r)
 468 {
 469   if (strncmp(env_entry, r->var, r->var_len))
 470     return 0;
 471   return (env_entry[r->var_len] == '=');
 472 }
 473
 474 static void
 475 apply_env_rule(char **env, int *env_sizep, struct env_rule *r)
 476 {
 477   // First remove the variable if already set
 478   int pos = 0;
 479   while (pos < *env_sizep && !match_env_var(env[pos], r))
 480     pos++;
 481   if (pos < *env_sizep)
 482     {
 483       (*env_sizep)--;
 484       env[pos] = env[*env_sizep];
 485       env[*env_sizep] = NULL;
 486     }
 487
 488   // What is the new value?
 489   char *new;
 490   if (r->val)
 491     {
 492       if (!r->val[0])
 493         return;
 494       new = xmalloc(r->var_len + 1 + strlen(r->val) + 1);
 495       sprintf(new, "%s=%s", r->var, r->val);
 496     }
 497   else
 498     {
 499       pos = 0;
 500       while (environ[pos] && !match_env_var(environ[pos], r))
 501         pos++;
 502       if (!(new = environ[pos]))
 503         return;
 504     }
 505
 506   // Add it at the end of the array
 507   env[(*env_sizep)++] = new;
 508   env[*env_sizep] = NULL;
 509 }
 510
 511 static char **
 512 setup_environment(void)
 513 {
 514   // Link built-in rules with user rules
 515   for (int i=ARRAY_SIZE(default_env_rules)-1; i >= 0; i--)
 516     {
 517       default_env_rules[i].next = first_env_rule;
 518       first_env_rule = &default_env_rules[i];
 519     }
 520
 521   // Scan the original environment
 522   char **orig_env = environ;
 523   int orig_size = 0;
 524   while (orig_env[orig_size])
 525     orig_size++;
 526
 527   // For each rule, reserve one more slot and calculate length
 528   int num_rules = 0;
 529   for (struct env_rule *r = first_env_rule; r; r=r->next)
 530     {
 531       num_rules++;
 532       r->var_len = strlen(r->var);
 533     }
 534
 535   // Create a new environment
 536   char **env = xmalloc((orig_size + num_rules + 1) * sizeof(char *));
 537   int size;
 538   if (pass_environ)
 539     {
 540       memcpy(env, environ, orig_size * sizeof(char *));
 541       size = orig_size;
 542     }
 543   else
 544     size = 0;
 545   env[size] = NULL;
 546
 547   // Apply the rules one by one
 548   for (struct env_rule *r = first_env_rule; r; r=r->next)
 549     apply_env_rule(env, &size, r);
 550
 551   // Return the new env and pass some gossip
 552   if (verbose > 1)
 553     {
 554       fprintf(stderr, "Passing environment:\n");
 555       for (int i=0; env[i]; i++)
 556         fprintf(stderr, "\t%s\n", env[i]);
 557     }
 558   return env;
 559 }
 560
 561 /*** Syscall checks ***/
 562
 563 static void
 564 valid_filename(unsigned long addr)
 565 {
 566   char namebuf[4096], *p, *end;
 567   static int mem_fd;
 568
 569   if (!file_access)
 570     die("File access forbidden");
 571   if (file_access >= 9)
 572     return;
 573
 574   if (!mem_fd)
 575     {
 576       sprintf(namebuf, "/proc/%d/mem", (int) box_pid);
 577       mem_fd = open(namebuf, O_RDONLY);
 578       if (mem_fd < 0)
 579         die("open(%s): %m", namebuf);
 580     }
 581   p = end = namebuf;
 582   do
 583     {
 584       if (p >= end)
 585         {
 586           int remains = PAGE_SIZE - (addr & (PAGE_SIZE-1));
 587           int l = namebuf + sizeof(namebuf) - end;
 588           if (l > remains)
 589             l = remains;
 590           if (!l)
 591             die("Access to file with name too long");
 592           if (long_seek(mem_fd, addr, SEEK_SET) < 0)
 593             die("long_seek(mem): %m");
 594           remains = read(mem_fd, end, l);
 595           if (remains < 0)
 596             die("read(mem): %m");
 597           if (!remains)
 598             die("Access to file with name out of memory");
 599           end += l;
 600           addr += l;
 601         }
 602     }
 603   while (*p++);
 604
 605   msg("[%s] ", namebuf);
 606   if (file_access >= 3)
 607     return;
 608
 609   // Everything in current directory is permitted
 610   if (!strchr(namebuf, '/') && strcmp(namebuf, ".."))
 611     return;
 612
 613   // ".." anywhere in the path is forbidden
 614   enum action act = A_DEFAULT;
 615   if (strstr(namebuf, ".."))
 616     act = A_NO;
 617
 618   // Scan user rules
 619   for (struct path_rule *r = user_path_rules; r && !act; r=r->next)
 620     act = match_path_rule(r, namebuf);
 621
 622   // Scan built-in rules
 623   if (file_access >= 2)
 624     for (int i=0; i<ARRAY_SIZE(default_path_rules) && !act; i++)
 625       act = match_path_rule(&default_path_rules[i], namebuf);
 626
 627   if (act != A_YES)
 628     die("Forbidden access to file `%s'", namebuf);
 629 }
 630
 631 static int
 632 valid_syscall(struct user *u)
 633 {
 634   unsigned int sys = u->regs.orig_eax;
 635   enum action act = (sys < NUM_ACTIONS) ? syscall_action[sys] : A_DEFAULT;
 636
 637   if (act & A_LIBERAL)
 638     {
 639       if (filter_syscalls == 1)
 640         act &= ~A_LIBERAL;
 641       else
 642         act = A_DEFAULT;
 643     }
 644   switch (act)
 645     {
 646     case A_YES:
 647       return 1;
 648     case A_NO:
 649       return 0;
 650     case A_FILENAME:
 651       valid_filename(u->regs.ebx);
 652       return 1;
 653     default: ;
 654     }
 655
 656   switch (sys)
 657     {
 658     case __NR_kill:
 659       if (u->regs.ebx == box_pid)
 660         die("Committed suicide by signal %d", (int)u->regs.ecx);
 661       return 0;
 662     case __NR_tgkill:
 663       if (u->regs.ebx == box_pid && u->regs.ecx == box_pid)
 664         die("Committed suicide by signal %d", (int)u->regs.edx);
 665       return 0;
 666     default:
 667       return 0;
 668     }
 669 }
 670
 671 static void
 672 signal_alarm(int unused UNUSED)
 673 {
 674   /* Time limit checks are synchronous, so we only schedule them there. */
 675   timer_tick = 1;
 676   alarm(1);
 677 }
 678
 679 static void
 680 signal_int(int unused UNUSED)
 681 {
 682   /* Interrupts are fatal, so no synchronization requirements. */
 683   die("Interrupted");
 684 }
 685
 686 static void
 687 check_timeout(void)
 688 {
 689   if (wall_timeout)
 690     {
 691       struct timeval now, wall;
 692       int wall_ms;
 693       gettimeofday(&now, NULL);
 694       timersub(&now, &start_time, &wall);
 695       wall_ms = wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
 696       if (wall_ms > wall_timeout)
 697         die("Time limit exceeded (wall clock)");
 698       if (verbose > 1)
 699         fprintf(stderr, "[wall time check: %d msec]\n", wall_ms);
 700     }
 701   if (timeout)
 702     {
 703       char buf[4096], *x;
 704       int c, utime, stime, ms;
 705       static int proc_status_fd;
 706       if (!proc_status_fd)
 707         {
 708           sprintf(buf, "/proc/%d/stat", (int) box_pid);
 709           proc_status_fd = open(buf, O_RDONLY);
 710           if (proc_status_fd < 0)
 711             die("open(%s): %m", buf);
 712         }
 713       lseek(proc_status_fd, 0, SEEK_SET);
 714       if ((c = read(proc_status_fd, buf, sizeof(buf)-1)) < 0)
 715         die("read on /proc/$pid/stat: %m");
 716       if (c >= (int) sizeof(buf) - 1)
 717         die("/proc/$pid/stat too long");
 718       buf[c] = 0;
 719       x = buf;
 720       while (*x && *x != ' ')
 721         x++;
 722       while (*x == ' ')
 723         x++;
 724       if (*x++ != '(')
 725         die("proc syntax error 1");
 726       while (*x && (*x != ')' || x[1] != ' '))
 727         x++;
 728       while (*x == ')' || *x == ' ')
 729         x++;
 730       if (sscanf(x, "%*c %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %d %d", &utime, &stime) != 2)
 731         die("proc syntax error 2");
 732       ms = (utime + stime) * 1000 / ticks_per_sec;
 733       if (verbose > 1)
 734         fprintf(stderr, "[time check: %d msec]\n", ms);
 735       if (ms > timeout)
 736         die("Time limit exceeded");
 737     }
 738 }
 739
 740 static void
 741 boxkeeper(void)
 742 {
 743   int syscall_count = 0;
 744   struct sigaction sa;
 745
 746   is_ptraced = 1;
 747   bzero(&sa, sizeof(sa));
 748   sa.sa_handler = signal_int;
 749   sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 750   gettimeofday(&start_time, NULL);
 751   ticks_per_sec = sysconf(_SC_CLK_TCK);
 752   if (ticks_per_sec <= 0)
 753     die("Invalid ticks_per_sec!");
 754   if (timeout || wall_timeout)
 755     {
 756       sa.sa_handler = signal_alarm;
 757       sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 758       alarm(1);
 759     }
 760   for(;;)
 761     {
 762       struct rusage rus;
 763       int stat;
 764       pid_t p;
 765       if (timer_tick)
 766         {
 767           check_timeout();
 768           timer_tick = 0;
 769         }
 770       p = wait4(box_pid, &stat, WUNTRACED, &rus);
 771       if (p < 0)
 772         {
 773           if (errno == EINTR)
 774             continue;
 775           die("wait4: %m");
 776         }
 777       if (p != box_pid)
 778         die("wait4: unknown pid %d exited!", p);
 779       if (WIFEXITED(stat))
 780         {
 781           box_pid = 0;
 782           final_stats(&rus);
 783           // FIXME: If the process has exited before being ptraced, signal an internal error
 784           if (WEXITSTATUS(stat))
 785             die("Exited with error status %d", WEXITSTATUS(stat));
 786           if (timeout && total_ms > timeout)
 787             die("Time limit exceeded");
 788           if (wall_timeout && wall_ms > wall_timeout)
 789             die("Time limit exceeded (wall clock)");
 790           flush_line();
 791           fprintf(stderr, "OK (%d.%03d sec real, %d.%03d sec wall, %d syscalls)\n",
 792               total_ms/1000, total_ms%1000,
 793               wall_ms/1000, wall_ms%1000,
 794               syscall_count);
 795           box_exit(0);
 796         }
 797       if (WIFSIGNALED(stat))
 798         {
 799           box_pid = 0;
 800           die("Caught fatal signal %d%s", WTERMSIG(stat), (syscall_count ? "" : " during startup"));
 801         }
 802       if (WIFSTOPPED(stat))
 803         {
 804           int sig = WSTOPSIG(stat);
 805           if (sig == SIGTRAP)
 806             {
 807               struct user u;
 808               static int stop_count = -1;
 809               if (ptrace(PTRACE_GETREGS, box_pid, NULL, &u) < 0)
 810                 die("ptrace(PTRACE_GETREGS): %m");
 811               stop_count++;
 812               if (!stop_count)                  /* Traceme request */
 813                 msg(">> Traceme request caught\n");
 814               else if (stop_count & 1)          /* Syscall entry */
 815                 {
 816                   char namebuf[32];
 817                   msg(">> Syscall %-12s (%08lx,%08lx,%08lx) ", syscall_name(u.regs.orig_eax, namebuf), u.regs.ebx, u.regs.ecx, u.regs.edx);
 818                   if (!exec_seen)
 819                     {
 820                       msg("[master] ");
 821                       if (u.regs.orig_eax == __NR_execve)
 822                         exec_seen = 1;
 823                     }
 824                   else if (valid_syscall(&u))
 825                     syscall_count++;
 826                   else
 827                     {
 828                       /*
 829                        * Unfortunately, PTRACE_KILL kills _after_ the syscall completes,
 830                        * so we have to change it to something harmless (e.g., an undefined
 831                        * syscall) and make the program continue.
 832                        */
 833                       unsigned int sys = u.regs.orig_eax;
 834                       u.regs.orig_eax = 0xffffffff;
 835                       if (ptrace(PTRACE_SETREGS, box_pid, NULL, &u) < 0)
 836                         die("ptrace(PTRACE_SETREGS): %m");
 837                       die("Forbidden syscall %s", syscall_name(sys, namebuf));
 838                     }
 839                 }
 840               else                                      /* Syscall return */
 841                 msg("= %ld\n", u.regs.eax);
 842               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, 0);
 843             }
 844           else if (sig != SIGSTOP && sig != SIGXCPU && sig != SIGXFSZ)
 845             {
 846               msg(">> Signal %d\n", sig);
 847               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, sig);
 848             }
 849           else
 850             die("Received signal %d", sig);
 851         }
 852       else
 853         die("wait4: unknown status %x, giving up!", stat);
 854     }
 855 }
 856
 857 static void
 858 box_inside(int argc, char **argv)
 859 {
 860   struct rlimit rl;
 861   char *args[argc+1];
 862
 863   memcpy(args, argv, argc * sizeof(char *));
 864   args[argc] = NULL;
 865   if (set_cwd && chdir(set_cwd))
 866     die("chdir: %m");
 867   if (redir_stdin)
 868     {
 869       close(0);
 870       if (open(redir_stdin, O_RDONLY) != 0)
 871         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdin);
 872     }
 873   if (redir_stdout)
 874     {
 875       close(1);
 876       if (open(redir_stdout, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 1)
 877         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdout);
 878     }
 879   if (redir_stderr)
 880     {
 881       close(2);
 882       if (open(redir_stderr, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 2)
 883         die("open(\"%s\"): %m", redir_stderr);
 884     }
 885   else
 886     dup2(1, 2);
 887   setpgrp();
 888   if (memory_limit)
 889     {
 890       rl.rlim_cur = rl.rlim_max = memory_limit * 1024;
 891       if (setrlimit(RLIMIT_AS, &rl) < 0)
 892         die("setrlimit: %m");
 893     }
 894   rl.rlim_cur = rl.rlim_max = 64;
 895   if (setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) < 0)
 896     die("setrlimit: %m");
 897   if (filter_syscalls)
 898     {
 899       if (ptrace(PTRACE_TRACEME) < 0)
 900         die("ptrace(PTRACE_TRACEME): %m");
 901       /* Trick: Make sure that we are stopped until the boxkeeper wakes up. */
 902       signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
 903       raise(SIGCHLD);
 904     }
 905   execve(args[0], args, setup_environment());
 906   die("execve(\"%s\"): %m", args[0]);
 907 }
 908
 909 static void
 910 usage(void)
 911 {
 912   fprintf(stderr, "Invalid arguments!\n");
 913   printf("\
 914 Usage: box [<options>] -- <command> <arguments>\n\
 915 \n\
 916 Options:\n\
 917 -a <level>\tSet file access level (0=none, 1=cwd, 2=/etc,/lib,..., 3=whole fs, 9=no checks; needs -f)\n\
 918 -c <dir>\tChange directory to <dir> first\n\
 919 -e\t\tInherit full environment of the parent process\n\
 920 -E <var>\tInherit the environment variable <var> from the parent process\n\
 921 -E <var>=<val>\tSet the environment variable <var> to <val>; unset it if <var> is empty\n\
 922 -f\t\tFilter system calls (-ff=very restricted)\n\
 923 -i <file>\tRedirect stdin from <file>\n\
 924 -m <size>\tLimit address space to <size> KB\n\
 925 -M <file>\tOutput process information to <file> (name:value)\n\
 926 -o <file>\tRedirect stdout to <file>\n\
 927 -p <path>\tPermit access to the specified path (or subtree if it ends with a `/')\n\
 928 -p <path>=<act>\tDefine action for the specified path (<act>=yes/no)\n\
 929 -r <file>\tRedirect stderr to <file>\n\
 930 -s <sys>\tPermit the specified syscall (be careful)\n\
 931 -s <sys>=<act>\tDefine action for the specified syscall (<act>=yes/no/file)\n\
 932 -t <time>\tSet run time limit (seconds, fractions allowed)\n\
 933 -T\t\tAllow syscalls for measuring run time\n\
 934 -v\t\tBe verbose (use multiple times for even more verbosity)\n\
 935 -w <time>\tSet wall clock time limit (seconds, fractions allowed)\n\
 936 ");
 937   exit(1);
 938 }
 939
 940 int
 941 main(int argc, char **argv)
 942 {
 943   int c;
 944   uid_t uid;
 945
 946   while ((c = getopt(argc, argv, "a:c:eE:fi:m:M:o:p:r:s:t:Tvw:")) >= 0)
 947     switch (c)
 948       {
 949       case 'a':
 950         file_access = atol(optarg);
 951         break;
 952       case 'c':
 953         set_cwd = optarg;
 954         break;
 955       case 'e':
 956         pass_environ = 1;
 957         break;
 958       case 'E':
 959         if (!set_env_action(optarg))
 960           usage();
 961         break;
 962       case 'f':
 963         filter_syscalls++;
 964         break;
 965       case 'i':
 966         redir_stdin = optarg;
 967         break;
 968       case 'm':
 969         memory_limit = atol(optarg);
 970         break;
 971       case 'M':
 972         meta_open(optarg);
 973         break;
 974       case 'o':
 975         redir_stdout = optarg;
 976         break;
 977       case 'p':
 978         if (!set_path_action(optarg))
 979           usage();
 980         break;
 981       case 'r':
 982         redir_stderr = optarg;
 983         break;
 984       case 's':
 985         if (!set_syscall_action(optarg))
 986           usage();
 987         break;
 988       case 't':
 989         timeout = 1000*atof(optarg);
 990         break;
 991       case 'T':
 992         syscall_action[__NR_times] = A_YES;
 993         break;
 994       case 'v':
 995         verbose++;
 996         break;
 997       case 'w':
 998         wall_timeout = 1000*atof(optarg);
 999         break;
1000       default:
1001         usage();
1002       }
1003   if (optind >= argc)
1004     usage();
1005
1006   uid = geteuid();
1007   if (setreuid(uid, uid) < 0)
1008     die("setreuid: %m");
1009   box_pid = fork();
1010   if (box_pid < 0)
1011     die("fork: %m");
1012   if (!box_pid)
1013     box_inside(argc-optind, argv+optind);
1014   else
1015     boxkeeper();
1016   die("Internal error: fell over edge of the world");
1017 }