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