isolate/isolate.c

   1 /*
   2  *      A Process Isolator based on Linux Containers
   3  *
   4  *      (c) 2012 Martin Mares <mj@ucw.cz>
   5  *      (c) 2012 Bernard Blackham <bernard@blackham.com.au>
   6  */
   7
   8 #define _GNU_SOURCE
   9
  10 #include "autoconf.h"
  11
  12 #include <errno.h>
  13 #include <stdio.h>
  14 #include <fcntl.h>
  15 #include <stdlib.h>
  16 #include <string.h>
  17 #include <stdarg.h>
  18 #include <stdint.h>
  19 #include <unistd.h>
  20 #include <getopt.h>
  21 #include <sched.h>
  22 #include <time.h>
  23 #include <grp.h>
  24 #include <mntent.h>
  25 #include <limits.h>
  26 #include <sys/wait.h>
  27 #include <sys/time.h>
  28 #include <sys/signal.h>
  29 #include <sys/resource.h>
  30 #include <sys/mount.h>
  31 #include <sys/stat.h>
  32 #include <sys/quota.h>
  33 #include <sys/vfs.h>
  34
  35 #define NONRET __attribute__((noreturn))
  36 #define UNUSED __attribute__((unused))
  37 #define ARRAY_SIZE(a) (int)(sizeof(a)/sizeof(a[0]))
  38
  39 static int timeout;                     /* milliseconds */
  40 static int wall_timeout;
  41 static int extra_timeout;
  42 static int pass_environ;
  43 static int verbose;
  44 static int memory_limit;
  45 static int stack_limit;
  46 static int block_quota;
  47 static int inode_quota;
  48 static int max_processes = 1;
  49 static char *redir_stdin, *redir_stdout, *redir_stderr;
  50 static char *set_cwd;
  51
  52 static int cg_enable;
  53 static int cg_memory_limit;
  54 static int cg_timing;
  55
  56 static int box_id;
  57 static char box_dir[1024];
  58 static pid_t box_pid;
  59
  60 static uid_t box_uid;
  61 static gid_t box_gid;
  62 static uid_t orig_uid;
  63 static gid_t orig_gid;
  64
  65 static int partial_line;
  66 static char cleanup_cmd[256];
  67
  68 static struct timeval start_time;
  69 static int ticks_per_sec;
  70 static int total_ms, wall_ms;
  71 static volatile sig_atomic_t timer_tick;
  72
  73 static int error_pipes[2];
  74 static int write_errors_to_fd;
  75 static int read_errors_from_fd;
  76
  77 static void die(char *msg, ...) NONRET;
  78 static void cg_stats(void);
  79 static int get_wall_time_ms(void);
  80 static int get_run_time_ms(struct rusage *rus);
  81
  82 /*** Meta-files ***/
  83
  84 static FILE *metafile;
  85
  86 static void
  87 meta_open(const char *name)
  88 {
  89   if (!strcmp(name, "-"))
  90     {
  91       metafile = stdout;
  92       return;
  93     }
  94   metafile = fopen(name, "w");
  95   if (!metafile)
  96     die("Failed to open metafile '%s'",name);
  97 }
  98
  99 static void
 100 meta_close(void)
 101 {
 102   if (metafile && metafile != stdout)
 103     fclose(metafile);
 104 }
 105
 106 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
 107 meta_printf(const char *fmt, ...)
 108 {
 109   if (!metafile)
 110     return;
 111
 112   va_list args;
 113   va_start(args, fmt);
 114   vfprintf(metafile, fmt, args);
 115   va_end(args);
 116 }
 117
 118 static void
 119 final_stats(struct rusage *rus)
 120 {
 121   total_ms = get_run_time_ms(rus);
 122   wall_ms = get_wall_time_ms();
 123
 124   meta_printf("time:%d.%03d\n", total_ms/1000, total_ms%1000);
 125   meta_printf("time-wall:%d.%03d\n", wall_ms/1000, wall_ms%1000);
 126   meta_printf("max-rss:%ld\n", rus->ru_maxrss);
 127   meta_printf("csw-voluntary:%ld\n", rus->ru_nvcsw);
 128   meta_printf("csw-forced:%ld\n", rus->ru_nivcsw);
 129
 130   cg_stats();
 131 }
 132
 133 /*** Messages and exits ***/
 134
 135 static void
 136 xsystem(const char *cmd)
 137 {
 138   int ret = system(cmd);
 139   if (ret < 0)
 140     die("system(\"%s\"): %m", cmd);
 141   if (!WIFEXITED(ret) || WEXITSTATUS(ret))
 142     die("system(\"%s\"): Exited with status %d", cmd, ret);
 143 }
 144
 145 static void NONRET
 146 box_exit(int rc)
 147 {
 148   if (box_pid > 0)
 149     {
 150       kill(-box_pid, SIGKILL);
 151       kill(box_pid, SIGKILL);
 152       meta_printf("killed:1\n");
 153
 154       struct rusage rus;
 155       int p, stat;
 156       do
 157         p = wait4(box_pid, &stat, 0, &rus);
 158       while (p < 0 && errno == EINTR);
 159       if (p < 0)
 160         fprintf(stderr, "UGH: Lost track of the process (%m)\n");
 161       else
 162         final_stats(&rus);
 163     }
 164
 165   if (rc < 2 && cleanup_cmd[0])
 166     xsystem(cleanup_cmd);
 167
 168   meta_close();
 169   exit(rc);
 170 }
 171
 172 static void
 173 flush_line(void)
 174 {
 175   if (partial_line)
 176     fputc('\n', stderr);
 177   partial_line = 0;
 178 }
 179
 180 /* Report an error of the sandbox itself */
 181 static void NONRET __attribute__((format(printf,1,2)))
 182 die(char *msg, ...)
 183 {
 184   va_list args;
 185   va_start(args, msg);
 186   char buf[1024];
 187   int n = vsnprintf(buf, sizeof(buf), msg, args);
 188
 189   if (write_errors_to_fd)
 190     {
 191       // We are inside the box, have to use error pipe for error reporting.
 192       // We hope that the whole error message fits in PIPE_BUF bytes.
 193       write(write_errors_to_fd, buf, n);
 194       exit(2);
 195     }
 196
 197   // Otherwise, we in the box keeper process, so we report errors normally
 198   flush_line();
 199   meta_printf("status:XX\nmessage:%s\n", buf);
 200   fputs(buf, stderr);
 201   fputc('\n', stderr);
 202   box_exit(2);
 203 }
 204
 205 /* Report an error of the program inside the sandbox */
 206 static void NONRET __attribute__((format(printf,1,2)))
 207 err(char *msg, ...)
 208 {
 209   va_list args;
 210   va_start(args, msg);
 211   flush_line();
 212   if (msg[0] && msg[1] && msg[2] == ':' && msg[3] == ' ')
 213     {
 214       meta_printf("status:%c%c\n", msg[0], msg[1]);
 215       msg += 4;
 216     }
 217   char buf[1024];
 218   vsnprintf(buf, sizeof(buf), msg, args);
 219   meta_printf("message:%s\n", buf);
 220   fputs(buf, stderr);
 221   fputc('\n', stderr);
 222   box_exit(1);
 223 }
 224
 225 /* Write a message, but only if in verbose mode */
 226 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
 227 msg(char *msg, ...)
 228 {
 229   va_list args;
 230   va_start(args, msg);
 231   if (verbose)
 232     {
 233       int len = strlen(msg);
 234       if (len > 0)
 235         partial_line = (msg[len-1] != '\n');
 236       vfprintf(stderr, msg, args);
 237       fflush(stderr);
 238     }
 239   va_end(args);
 240 }
 241
 242 /*** Utility functions ***/
 243
 244 static void *
 245 xmalloc(size_t size)
 246 {
 247   void *p = malloc(size);
 248   if (!p)
 249     die("Out of memory");
 250   return p;
 251 }
 252
 253 static char *
 254 xstrdup(char *str)
 255 {
 256   char *p = strdup(str);
 257   if (!p)
 258     die("Out of memory");
 259   return p;
 260 }
 261
 262 static int dir_exists(char *path)
 263 {
 264   struct stat st;
 265   return (stat(path, &st) >= 0 && S_ISDIR(st.st_mode));
 266 }
 267
 268 /*** Environment rules ***/
 269
 270 struct env_rule {
 271   char *var;                    // Variable to match
 272   char *val;                    // ""=clear, NULL=inherit
 273   int var_len;
 274   struct env_rule *next;
 275 };
 276
 277 static struct env_rule *first_env_rule;
 278 static struct env_rule **last_env_rule = &first_env_rule;
 279
 280 static struct env_rule default_env_rules[] = {
 281   { "LIBC_FATAL_STDERR_", "1" }
 282 };
 283
 284 static int
 285 set_env_action(char *a0)
 286 {
 287   struct env_rule *r = xmalloc(sizeof(*r) + strlen(a0) + 1);
 288   char *a = (char *)(r+1);
 289   strcpy(a, a0);
 290
 291   char *sep = strchr(a, '=');
 292   if (sep == a)
 293     return 0;
 294   r->var = a;
 295   if (sep)
 296     {
 297       *sep++ = 0;
 298       r->val = sep;
 299     }
 300   else
 301     r->val = NULL;
 302   *last_env_rule = r;
 303   last_env_rule = &r->next;
 304   r->next = NULL;
 305   return 1;
 306 }
 307
 308 static int
 309 match_env_var(char *env_entry, struct env_rule *r)
 310 {
 311   if (strncmp(env_entry, r->var, r->var_len))
 312     return 0;
 313   return (env_entry[r->var_len] == '=');
 314 }
 315
 316 static void
 317 apply_env_rule(char **env, int *env_sizep, struct env_rule *r)
 318 {
 319   // First remove the variable if already set
 320   int pos = 0;
 321   while (pos < *env_sizep && !match_env_var(env[pos], r))
 322     pos++;
 323   if (pos < *env_sizep)
 324     {
 325       (*env_sizep)--;
 326       env[pos] = env[*env_sizep];
 327       env[*env_sizep] = NULL;
 328     }
 329
 330   // What is the new value?
 331   char *new;
 332   if (r->val)
 333     {
 334       if (!r->val[0])
 335         return;
 336       new = xmalloc(r->var_len + 1 + strlen(r->val) + 1);
 337       sprintf(new, "%s=%s", r->var, r->val);
 338     }
 339   else
 340     {
 341       pos = 0;
 342       while (environ[pos] && !match_env_var(environ[pos], r))
 343         pos++;
 344       if (!(new = environ[pos]))
 345         return;
 346     }
 347
 348   // Add it at the end of the array
 349   env[(*env_sizep)++] = new;
 350   env[*env_sizep] = NULL;
 351 }
 352
 353 static char **
 354 setup_environment(void)
 355 {
 356   // Link built-in rules with user rules
 357   for (int i=ARRAY_SIZE(default_env_rules)-1; i >= 0; i--)
 358     {
 359       default_env_rules[i].next = first_env_rule;
 360       first_env_rule = &default_env_rules[i];
 361     }
 362
 363   // Scan the original environment
 364   char **orig_env = environ;
 365   int orig_size = 0;
 366   while (orig_env[orig_size])
 367     orig_size++;
 368
 369   // For each rule, reserve one more slot and calculate length
 370   int num_rules = 0;
 371   for (struct env_rule *r = first_env_rule; r; r=r->next)
 372     {
 373       num_rules++;
 374       r->var_len = strlen(r->var);
 375     }
 376
 377   // Create a new environment
 378   char **env = xmalloc((orig_size + num_rules + 1) * sizeof(char *));
 379   int size;
 380   if (pass_environ)
 381     {
 382       memcpy(env, environ, orig_size * sizeof(char *));
 383       size = orig_size;
 384     }
 385   else
 386     size = 0;
 387   env[size] = NULL;
 388
 389   // Apply the rules one by one
 390   for (struct env_rule *r = first_env_rule; r; r=r->next)
 391     apply_env_rule(env, &size, r);
 392
 393   // Return the new env and pass some gossip
 394   if (verbose > 1)
 395     {
 396       fprintf(stderr, "Passing environment:\n");
 397       for (int i=0; env[i]; i++)
 398         fprintf(stderr, "\t%s\n", env[i]);
 399     }
 400   return env;
 401 }
 402
 403 /*** Directory rules ***/
 404
 405 struct dir_rule {
 406   char *inside;                 // A relative path
 407   char *outside;                // This can be an absolute path or a relative path starting with "./"
 408   unsigned int flags;           // DIR_FLAG_xxx
 409   struct dir_rule *next;
 410 };
 411
 412 enum dir_rule_flags {
 413   DIR_FLAG_RW = 1,
 414   DIR_FLAG_NOEXEC = 2,
 415   DIR_FLAG_FS = 4,
 416   DIR_FLAG_MAYBE = 8,
 417   DIR_FLAG_DEV = 16,
 418 };
 419
 420 static const char * const dir_flag_names[] = { "rw", "noexec", "fs", "maybe", "dev" };
 421
 422 static struct dir_rule *first_dir_rule;
 423 static struct dir_rule **last_dir_rule = &first_dir_rule;
 424
 425 static int add_dir_rule(char *in, char *out, unsigned int flags)
 426 {
 427   // Make sure that "in" is relative
 428   while (in[0] == '/')
 429     in++;
 430   if (!*in)
 431     return 0;
 432
 433   // Check "out"
 434   if (flags & DIR_FLAG_FS)
 435     {
 436       if (!out || out[0] == '/')
 437         return 0;
 438     }
 439   else
 440     {
 441       if (out && out[0] != '/' && strncmp(out, "./", 2))
 442         return 0;
 443     }
 444
 445   // Override an existing rule
 446   struct dir_rule *r;
 447   for (r = first_dir_rule; r; r = r->next)
 448     if (!strcmp(r->inside, in))
 449       break;
 450
 451   // Add a new rule
 452   if (!r)
 453     {
 454       r = xmalloc(sizeof(*r));
 455       r->inside = in;
 456       *last_dir_rule = r;
 457       last_dir_rule = &r->next;
 458       r->next = NULL;
 459     }
 460   r->outside = out;
 461   r->flags = flags;
 462   return 1;
 463 }
 464
 465 static unsigned int parse_dir_option(char *opt)
 466 {
 467   for (unsigned int i = 0; i < ARRAY_SIZE(dir_flag_names); i++)
 468     if (!strcmp(opt, dir_flag_names[i]))
 469       return 1U << i;
 470   die("Unknown directory option %s", opt);
 471 }
 472
 473 static int set_dir_action(char *arg)
 474 {
 475   arg = xstrdup(arg);
 476
 477   char *colon = strchr(arg, ':');
 478   unsigned int flags = 0;
 479   while (colon)
 480     {
 481       *colon++ = 0;
 482       char *next = strchr(colon, ':');
 483       if (next)
 484         *next = 0;
 485       flags |= parse_dir_option(colon);
 486       colon = next;
 487     }
 488
 489   char *eq = strchr(arg, '=');
 490   if (eq)
 491     {
 492       *eq++ = 0;
 493       return add_dir_rule(arg, (*eq ? eq : NULL), flags);
 494     }
 495   else
 496     {
 497       char *out = xmalloc(1 + strlen(arg) + 1);
 498       sprintf(out, "/%s", arg);
 499       return add_dir_rule(arg, out, flags);
 500     }
 501 }
 502
 503 static void init_dir_rules(void)
 504 {
 505   set_dir_action("box=./box:rw");
 506   set_dir_action("bin");
 507   set_dir_action("dev:dev");
 508   set_dir_action("lib");
 509   set_dir_action("lib64:maybe");
 510   set_dir_action("proc=proc:fs");
 511   set_dir_action("usr");
 512 }
 513
 514 static void make_dir(char *path)
 515 {
 516   char *sep = (path[0] == '/' ? path+1 : path);
 517
 518   for (;;)
 519     {
 520       sep = strchr(sep, '/');
 521       if (sep)
 522         *sep = 0;
 523
 524       if (!dir_exists(path) && mkdir(path, 0777) < 0)
 525         die("Cannot create directory %s: %m\n", path);
 526
 527       if (!sep)
 528         return;
 529       *sep++ = '/';
 530     }
 531 }
 532
 533 static void apply_dir_rules(void)
 534 {
 535   for (struct dir_rule *r = first_dir_rule; r; r=r->next)
 536     {
 537       char *in = r->inside;
 538       char *out = r->outside;
 539       if (!out)
 540         {
 541           msg("Not binding anything on %s\n", r->inside);
 542           continue;
 543         }
 544
 545       if ((r->flags & DIR_FLAG_MAYBE) && !dir_exists(out))
 546         {
 547           msg("Not binding %s on %s (does not exist)\n", out, r->inside);
 548           continue;
 549         }
 550
 551       char root_in[1024];
 552       snprintf(root_in, sizeof(root_in), "root/%s", in);
 553       make_dir(root_in);
 554
 555       unsigned long mount_flags = 0;
 556       if (!(r->flags & DIR_FLAG_RW))
 557         mount_flags |= MS_RDONLY;
 558       if (r->flags & DIR_FLAG_NOEXEC)
 559         mount_flags |= MS_NOEXEC;
 560       if (!(r->flags & DIR_FLAG_DEV))
 561         mount_flags |= MS_NODEV;
 562
 563       if (r->flags & DIR_FLAG_FS)
 564         {
 565           msg("Mounting %s on %s (flags %lx)\n", out, in, mount_flags);
 566           if (mount("none", root_in, out, mount_flags, "") < 0)
 567             die("Cannot mount %s on %s: %m", out, in);
 568         }
 569       else
 570         {
 571           mount_flags |= MS_BIND | MS_NOSUID;
 572           msg("Binding %s on %s (flags %lx)\n", out, in, mount_flags);
 573           // Most mount flags need remount to work
 574           if (mount(out, root_in, "none", mount_flags, "") < 0 ||
 575               mount(out, root_in, "none", MS_REMOUNT | mount_flags, "") < 0)
 576             die("Cannot mount %s on %s: %m", out, in);
 577         }
 578     }
 579 }
 580
 581 /*** Control groups ***/
 582
 583 static char cg_path[256];
 584
 585 #define CG_BUFSIZE 1024
 586
 587 static int
 588 cg_read(char *attr, char *buf)
 589 {
 590   int maybe = 0;
 591   if (attr[0] == '?')
 592     {
 593       attr++;
 594       maybe = 1;
 595     }
 596
 597   char path[256];
 598   snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s", cg_path, attr);
 599
 600   int fd = open(path, O_RDONLY);
 601   if (fd < 0)
 602     {
 603       if (maybe)
 604         return 0;
 605       die("Cannot read %s: %m", path);
 606     }
 607
 608   int n = read(fd, buf, CG_BUFSIZE);
 609   if (n < 0)
 610     die("Cannot read %s: %m", path);
 611   if (n >= CG_BUFSIZE - 1)
 612     die("Attribute %s too long", path);
 613   if (n > 0 && buf[n-1] == '\n')
 614     n--;
 615   buf[n] = 0;
 616
 617   if (verbose > 1)
 618     msg("CG: Read %s = %s\n", attr, buf);
 619
 620   close(fd);
 621   return 1;
 622 }
 623
 624 static void __attribute__((format(printf,2,3)))
 625 cg_write(char *attr, char *fmt, ...)
 626 {
 627   va_list args;
 628   va_start(args, fmt);
 629
 630   char buf[CG_BUFSIZE];
 631   int n = vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
 632   if (n >= CG_BUFSIZE)
 633     die("cg_writef: Value for attribute %s is too long", attr);
 634
 635   if (verbose > 1)
 636     msg("CG: Write %s = %s", attr, buf);
 637
 638   char path[256];
 639   snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s", cg_path, attr);
 640
 641   int fd = open(path, O_WRONLY | O_TRUNC);
 642   if (fd < 0)
 643     die("Cannot write %s: %m", path);
 644
 645   int written = write(fd, buf, n);
 646   if (written < 0)
 647     die("Cannot set %s to %s: %m", path, buf);
 648   if (written != n)
 649     die("Short write to %s (%d out of %d bytes)", path, written, n);
 650
 651   close(fd);
 652   va_end(args);
 653 }
 654
 655 static void
 656 cg_init(void)
 657 {
 658   if (!cg_enable)
 659     return;
 660
 661   char *cg_root = CONFIG_ISOLATE_CGROUP_ROOT;
 662   if (!dir_exists(cg_root))
 663     die("Control group filesystem at %s not mounted", cg_root);
 664
 665   snprintf(cg_path, sizeof(cg_path), "%s/box-%d", cg_root, box_id);
 666   msg("Using control group %s\n", cg_path);
 667 }
 668
 669 static void
 670 cg_prepare(void)
 671 {
 672   if (!cg_enable)
 673     return;
 674
 675   struct stat st;
 676   char buf[CG_BUFSIZE];
 677
 678   if (stat(cg_path, &st) >= 0 || errno != ENOENT)
 679     {
 680       msg("Control group %s already exists, trying to empty it.\n", cg_path);
 681       if (rmdir(cg_path) < 0)
 682         die("Failed to reset control group %s: %m", cg_path);
 683     }
 684
 685   if (mkdir(cg_path, 0777) < 0)
 686     die("Failed to create control group %s: %m", cg_path);
 687
 688   // If cpuset module is enabled, copy allowed cpus and memory nodes from parent group
 689   if (cg_read("?../cpuset.cpus", buf))
 690     cg_write("cpuset.cpus", "%s", buf);
 691   if (cg_read("?../cpuset.mems", buf))
 692     cg_write("cpuset.mems", "%s", buf);
 693 }
 694
 695 static void
 696 cg_enter(void)
 697 {
 698   if (!cg_enable)
 699     return;
 700
 701   msg("Entering control group %s\n", cg_path);
 702
 703   struct stat st;
 704   if (stat(cg_path, &st) < 0)
 705     die("Control group %s does not exist: %m", cg_path);
 706
 707   if (cg_memory_limit)
 708     {
 709       cg_write("memory.limit_in_bytes", "%lld\n", (long long) cg_memory_limit << 10);
 710       cg_write("memory.memsw.limit_in_bytes", "%lld\n", (long long) cg_memory_limit << 10);
 711     }
 712
 713   if (cg_timing)
 714     cg_write("cpuacct.usage", "0\n");
 715
 716   cg_write("tasks", "%d\n", (int) getpid());
 717 }
 718
 719 static int
 720 cg_get_run_time_ms(void)
 721 {
 722   if (!cg_enable)
 723     return 0;
 724
 725   char buf[CG_BUFSIZE];
 726   cg_read("cpuacct.usage", buf);
 727   unsigned long long ns = atoll(buf);
 728   return ns / 1000000;
 729 }
 730
 731 static void
 732 cg_stats(void)
 733 {
 734   if (!cg_enable)
 735     return;
 736
 737   char buf[CG_BUFSIZE];
 738
 739   // Memory usage statistics
 740   unsigned long long mem=0, memsw=0;
 741   if (cg_read("?memory.max_usage_in_bytes", buf))
 742     mem = atoll(buf);
 743   if (cg_read("?memory.memsw.max_usage_in_bytes", buf))
 744     {
 745       memsw = atoll(buf);
 746       if (memsw > mem)
 747         mem = memsw;
 748     }
 749   if (mem)
 750     meta_printf("cg-mem:%lld\n", mem >> 10);
 751 }
 752
 753 static void
 754 cg_remove(void)
 755 {
 756   char buf[CG_BUFSIZE];
 757
 758   if (!cg_enable)
 759     return;
 760
 761   cg_read("tasks", buf);
 762   if (buf[0])
 763     die("Some tasks left in control group %s, failed to remove it", cg_path);
 764
 765   if (rmdir(cg_path) < 0)
 766     die("Cannot remove control group %s: %m", cg_path);
 767 }
 768
 769 /*** Disk quotas ***/
 770
 771 static int
 772 path_begins_with(char *path, char *with)
 773 {
 774   while (*with)
 775     if (*path++ != *with++)
 776       return 0;
 777   return (!*with || *with == '/');
 778 }
 779
 780 static char *
 781 find_device(char *path)
 782 {
 783   FILE *f = setmntent("/proc/mounts", "r");
 784   if (!f)
 785     die("Cannot open /proc/mounts: %m");
 786
 787   struct mntent *me;
 788   int best_len = 0;
 789   char *best_dev = NULL;
 790   while (me = getmntent(f))
 791     {
 792       if (!path_begins_with(me->mnt_fsname, "/dev"))
 793         continue;
 794       if (path_begins_with(path, me->mnt_dir))
 795         {
 796           int len = strlen(me->mnt_dir);
 797           if (len > best_len)
 798             {
 799               best_len = len;
 800               free(best_dev);
 801               best_dev = xstrdup(me->mnt_fsname);
 802             }
 803         }
 804     }
 805   endmntent(f);
 806   return best_dev;
 807 }
 808
 809 static void
 810 set_quota(void)
 811 {
 812   if (!block_quota)
 813     return;
 814
 815   char cwd[PATH_MAX];
 816   if (!getcwd(cwd, sizeof(cwd)))
 817     die("getcwd: %m");
 818
 819   char *dev = find_device(cwd);
 820   if (!dev)
 821     die("Cannot identify filesystem which contains %s", cwd);
 822   msg("Quota: Mapped path %s to a filesystem on %s\n", cwd, dev);
 823
 824   // Sanity check
 825   struct stat dev_st, cwd_st;
 826   if (stat(dev, &dev_st) < 0)
 827     die("Cannot identify block device %s: %m", dev);
 828   if (!S_ISBLK(dev_st.st_mode))
 829     die("Expected that %s is a block device", dev);
 830   if (stat(".", &cwd_st) < 0)
 831     die("Cannot stat cwd: %m");
 832   if (cwd_st.st_dev != dev_st.st_rdev)
 833     die("Identified %s as a filesystem on %s, but it is obviously false", cwd, dev);
 834
 835   struct dqblk dq = {
 836     .dqb_bhardlimit = block_quota,
 837     .dqb_bsoftlimit = block_quota,
 838     .dqb_ihardlimit = inode_quota,
 839     .dqb_isoftlimit = inode_quota,
 840     .dqb_valid = QIF_LIMITS,
 841   };
 842   if (quotactl(QCMD(Q_SETQUOTA, USRQUOTA), dev, box_uid, (caddr_t) &dq) < 0)
 843     die("Cannot set disk quota: %m");
 844   msg("Quota: Set block quota %d and inode quota %d\n", block_quota, inode_quota);
 845
 846   free(dev);
 847 }
 848
 849 /*** The keeper process ***/
 850
 851 static void
 852 signal_alarm(int unused UNUSED)
 853 {
 854   /* Time limit checks are synchronous, so we only schedule them there. */
 855   timer_tick = 1;
 856   alarm(1);
 857 }
 858
 859 static void
 860 signal_int(int unused UNUSED)
 861 {
 862   /* Interrupts are fatal, so no synchronization requirements. */
 863   meta_printf("exitsig:%d\n", SIGINT);
 864   err("SG: Interrupted");
 865 }
 866
 867 #define PROC_BUF_SIZE 4096
 868 static void
 869 read_proc_file(char *buf, char *name, int *fdp)
 870 {
 871   int c;
 872
 873   if (!*fdp)
 874     {
 875       sprintf(buf, "/proc/%d/%s", (int) box_pid, name);
 876       *fdp = open(buf, O_RDONLY);
 877       if (*fdp < 0)
 878         die("open(%s): %m", buf);
 879     }
 880   lseek(*fdp, 0, SEEK_SET);
 881   if ((c = read(*fdp, buf, PROC_BUF_SIZE-1)) < 0)
 882     die("read on /proc/$pid/%s: %m", name);
 883   if (c >= PROC_BUF_SIZE-1)
 884     die("/proc/$pid/%s too long", name);
 885   buf[c] = 0;
 886 }
 887
 888 static int
 889 get_wall_time_ms(void)
 890 {
 891   struct timeval now, wall;
 892   gettimeofday(&now, NULL);
 893   timersub(&now, &start_time, &wall);
 894   return wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
 895 }
 896
 897 static int
 898 get_run_time_ms(struct rusage *rus)
 899 {
 900   if (cg_timing)
 901     return cg_get_run_time_ms();
 902
 903   if (rus)
 904     {
 905       struct timeval total;
 906       timeradd(&rus->ru_utime, &rus->ru_stime, &total);
 907       return total.tv_sec*1000 + total.tv_usec/1000;
 908     }
 909
 910   char buf[PROC_BUF_SIZE], *x;
 911   int utime, stime;
 912   static int proc_stat_fd;
 913
 914   read_proc_file(buf, "stat", &proc_stat_fd);
 915   x = buf;
 916   while (*x && *x != ' ')
 917     x++;
 918   while (*x == ' ')
 919     x++;
 920   if (*x++ != '(')
 921     die("proc stat syntax error 1");
 922   while (*x && (*x != ')' || x[1] != ' '))
 923     x++;
 924   while (*x == ')' || *x == ' ')
 925     x++;
 926   if (sscanf(x, "%*c %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %d %d", &utime, &stime) != 2)
 927     die("proc stat syntax error 2");
 928
 929   return (utime + stime) * 1000 / ticks_per_sec;
 930 }
 931
 932 static void
 933 check_timeout(void)
 934 {
 935   if (wall_timeout)
 936     {
 937       int wall_ms = get_wall_time_ms();
 938       if (wall_ms > wall_timeout)
 939         err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 940       if (verbose > 1)
 941         fprintf(stderr, "[wall time check: %d msec]\n", wall_ms);
 942     }
 943   if (timeout)
 944     {
 945       int ms = get_run_time_ms(NULL);
 946       if (verbose > 1)
 947         fprintf(stderr, "[time check: %d msec]\n", ms);
 948       if (ms > timeout && ms > extra_timeout)
 949         err("TO: Time limit exceeded");
 950     }
 951 }
 952
 953 static void
 954 box_keeper(void)
 955 {
 956   read_errors_from_fd = error_pipes[0];
 957   close(error_pipes[1]);
 958
 959   struct sigaction sa;
 960   bzero(&sa, sizeof(sa));
 961   sa.sa_handler = signal_int;
 962   sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 963
 964   gettimeofday(&start_time, NULL);
 965   ticks_per_sec = sysconf(_SC_CLK_TCK);
 966   if (ticks_per_sec <= 0)
 967     die("Invalid ticks_per_sec!");
 968
 969   if (timeout || wall_timeout)
 970     {
 971       sa.sa_handler = signal_alarm;
 972       sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 973       alarm(1);
 974     }
 975
 976   for(;;)
 977     {
 978       struct rusage rus;
 979       int stat;
 980       pid_t p;
 981       if (timer_tick)
 982         {
 983           check_timeout();
 984           timer_tick = 0;
 985         }
 986       p = wait4(box_pid, &stat, 0, &rus);
 987       if (p < 0)
 988         {
 989           if (errno == EINTR)
 990             continue;
 991           die("wait4: %m");
 992         }
 993       if (p != box_pid)
 994         die("wait4: unknown pid %d exited!", p);
 995       box_pid = 0;
 996
 997       // Check error pipe if there is an internal error passed from inside the box
 998       char interr[1024];
 999       int n = read(read_errors_from_fd, interr, sizeof(interr) - 1);
1000       if (n > 0)
1001         {
1002           interr[n] = 0;
1003           die("%s", interr);
1004         }
1005
1006       if (WIFEXITED(stat))
1007         {
1008           final_stats(&rus);
1009           if (WEXITSTATUS(stat))
1010             {
1011               meta_printf("exitcode:%d\n", WEXITSTATUS(stat));
1012               err("RE: Exited with error status %d", WEXITSTATUS(stat));
1013             }
1014           if (timeout && total_ms > timeout)
1015             err("TO: Time limit exceeded");
1016           if (wall_timeout && wall_ms > wall_timeout)
1017             err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
1018           flush_line();
1019           fprintf(stderr, "OK (%d.%03d sec real, %d.%03d sec wall)\n",
1020               total_ms/1000, total_ms%1000,
1021               wall_ms/1000, wall_ms%1000);
1022           box_exit(0);
1023         }
1024       else if (WIFSIGNALED(stat))
1025         {
1026           meta_printf("exitsig:%d\n", WTERMSIG(stat));
1027           final_stats(&rus);
1028           err("SG: Caught fatal signal %d", WTERMSIG(stat));
1029         }
1030       else if (WIFSTOPPED(stat))
1031         {
1032           meta_printf("exitsig:%d\n", WSTOPSIG(stat));
1033           final_stats(&rus);
1034           err("SG: Stopped by signal %d", WSTOPSIG(stat));
1035         }
1036       else
1037         die("wait4: unknown status %x, giving up!", stat);
1038     }
1039 }
1040
1041 /*** The process running inside the box ***/
1042
1043 static void
1044 setup_root(void)
1045 {
1046   if (mkdir("root", 0750) < 0 && errno != EEXIST)
1047     die("mkdir('root'): %m");
1048
1049   if (mount("none", "root", "tmpfs", 0, "mode=755") < 0)
1050     die("Cannot mount root ramdisk: %m");
1051
1052   apply_dir_rules();
1053
1054   if (chroot("root") < 0)
1055     die("Chroot failed: %m");
1056
1057   if (chdir("root/box") < 0)
1058     die("Cannot change current directory: %m");
1059 }
1060
1061 static void
1062 setup_credentials(void)
1063 {
1064   if (setresgid(box_gid, box_gid, box_gid) < 0)
1065     die("setresgid: %m");
1066   if (setgroups(0, NULL) < 0)
1067     die("setgroups: %m");
1068   if (setresuid(box_uid, box_uid, box_uid) < 0)
1069     die("setresuid: %m");
1070   setpgrp();
1071 }
1072
1073 static void
1074 setup_fds(void)
1075 {
1076   if (redir_stdin)
1077     {
1078       close(0);
1079       if (open(redir_stdin, O_RDONLY) != 0)
1080         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdin);
1081     }
1082   if (redir_stdout)
1083     {
1084       close(1);
1085       if (open(redir_stdout, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 1)
1086         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdout);
1087     }
1088   if (redir_stderr)
1089     {
1090       close(2);
1091       if (open(redir_stderr, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 2)
1092         die("open(\"%s\"): %m", redir_stderr);
1093     }
1094   else
1095     dup2(1, 2);
1096 }
1097
1098 static void
1099 setup_rlim(const char *res_name, int res, rlim_t limit)
1100 {
1101   struct rlimit rl = { .rlim_cur = limit, .rlim_max = limit };
1102   if (setrlimit(res, &rl) < 0)
1103     die("setrlimit(%s, %jd)", res_name, (intmax_t) limit);
1104 }
1105
1106 static void
1107 setup_rlimits(void)
1108 {
1109 #define RLIM(res, val) setup_rlim("RLIMIT_" #res, RLIMIT_##res, val)
1110
1111   if (memory_limit)
1112     RLIM(AS, memory_limit * 1024);
1113
1114   RLIM(STACK, (stack_limit ? (rlim_t)stack_limit * 1024 : RLIM_INFINITY));
1115   RLIM(NOFILE, 64);
1116   RLIM(MEMLOCK, 0);
1117
1118   if (max_processes)
1119     RLIM(NPROC, max_processes);
1120
1121 #undef RLIM
1122 }
1123
1124 static int
1125 box_inside(void *arg)
1126 {
1127   char **args = arg;
1128   write_errors_to_fd = error_pipes[1];
1129   close(error_pipes[0]);
1130
1131   cg_enter();
1132   setup_root();
1133   setup_credentials();
1134   setup_fds();
1135   setup_rlimits();
1136   char **env = setup_environment();
1137
1138   if (set_cwd && chdir(set_cwd))
1139     die("chdir: %m");
1140
1141   execve(args[0], args, env);
1142   die("execve(\"%s\"): %m", args[0]);
1143 }
1144
1145 static void
1146 box_init(void)
1147 {
1148   if (box_id < 0 || box_id >= CONFIG_ISOLATE_NUM_BOXES)
1149     die("Sandbox ID out of range (allowed: 0-%d)", CONFIG_ISOLATE_NUM_BOXES-1);
1150   box_uid = CONFIG_ISOLATE_FIRST_UID + box_id;
1151   box_gid = CONFIG_ISOLATE_FIRST_GID + box_id;
1152
1153   snprintf(box_dir, sizeof(box_dir), "%s/%d", CONFIG_ISOLATE_BOX_DIR, box_id);
1154   make_dir(box_dir);
1155   if (chdir(box_dir) < 0)
1156     die("chdir(%s): %m", box_dir);
1157 }
1158
1159 /*** Commands ***/
1160
1161 static void
1162 init(void)
1163 {
1164   msg("Preparing sandbox directory\n");
1165   xsystem("rm -rf box");
1166   if (mkdir("box", 0700) < 0)
1167     die("Cannot create box: %m");
1168   if (chown("box", orig_uid, orig_gid) < 0)
1169     die("Cannot chown box: %m");
1170
1171   cg_prepare();
1172   set_quota();
1173
1174   puts(box_dir);
1175 }
1176
1177 static void
1178 cleanup(void)
1179 {
1180   if (!dir_exists("box"))
1181     die("Box directory not found, there isn't anything to clean up");
1182
1183   msg("Deleting sandbox directory\n");
1184   xsystem("rm -rf *");
1185   if (rmdir(box_dir) < 0)
1186     die("Cannot remove %s: %m", box_dir);
1187   cg_remove();
1188 }
1189
1190 static void
1191 run(char **argv)
1192 {
1193   if (!dir_exists("box"))
1194     die("Box directory not found, did you run `isolate --init'?");
1195
1196   char cmd[256];
1197   snprintf(cmd, sizeof(cmd), "chown -R %d.%d box", box_uid, box_gid);
1198   xsystem(cmd);
1199   snprintf(cleanup_cmd, sizeof(cleanup_cmd), "chown -R %d.%d box", orig_uid, orig_gid);
1200
1201   if (pipe(error_pipes) < 0)
1202     die("pipe: %m");
1203   for (int i=0; i<2; i++)
1204     if (fcntl(error_pipes[i], F_SETFD, fcntl(error_pipes[i], F_GETFD) | FD_CLOEXEC) < 0 ||
1205         fcntl(error_pipes[i], F_SETFL, fcntl(error_pipes[i], F_GETFL) | O_NONBLOCK) < 0)
1206       die("fcntl on pipe: %m");
1207
1208   box_pid = clone(
1209     box_inside,                 // Function to execute as the body of the new process
1210     argv,                       // Pass our stack
1211     SIGCHLD | CLONE_NEWIPC | CLONE_NEWNET | CLONE_NEWNS | CLONE_NEWPID,
1212     argv);                      // Pass the arguments
1213   if (box_pid < 0)
1214     die("clone: %m");
1215   if (!box_pid)
1216     die("clone returned 0");
1217   box_keeper();
1218 }
1219
1220 static void
1221 show_version(void)
1222 {
1223   printf("Process isolator 1.0\n");
1224   printf("(c) 2012 Martin Mares and Bernard Blackham\n");
1225   printf("\nCompile-time configuration:\n");
1226   printf("Sandbox directory: %s\n", CONFIG_ISOLATE_BOX_DIR);
1227   printf("Sandbox credentials: uid=%u-%u gid=%u-%u\n",
1228     CONFIG_ISOLATE_FIRST_UID,
1229     CONFIG_ISOLATE_FIRST_UID + CONFIG_ISOLATE_NUM_BOXES - 1,
1230     CONFIG_ISOLATE_FIRST_GID,
1231     CONFIG_ISOLATE_FIRST_GID + CONFIG_ISOLATE_NUM_BOXES - 1);
1232 }
1233
1234 /*** Options ***/
1235
1236 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
1237 usage(const char *msg, ...)
1238 {
1239   if (msg != NULL)
1240     {
1241       va_list args;
1242       va_start(args, msg);
1243       vfprintf(stderr, msg, args);
1244       va_end(args);
1245     }
1246   printf("\
1247 Usage: isolate [<options>] <command>\n\
1248 \n\
1249 Options:\n\
1250 -b, --box-id=<id>\tWhen multiple sandboxes are used in parallel, each must get a unique ID\n\
1251 -c, --cg[=<parent>]\tPut process in a control group (optionally a sub-group of <parent>)\n\
1252     --cg-mem=<size>\tLimit memory usage of the control group to <size> KB\n\
1253     --cg-timing\t\tTime limits affects total run time of the control group\n\
1254 -d, --dir=<dir>\t\tMake a directory <dir> visible inside the sandbox\n\
1255     --dir=<in>=<out>\tMake a directory <out> outside visible as <in> inside\n\
1256     --dir=<in>=\t\tDelete a previously defined directory rule (even a default one)\n\
1257     --dir=...:<opt>\tSpecify options for a rule:\n\
1258 \t\t\t\tdev\tAllow access to special files\n\
1259 \t\t\t\tfs\tMount a filesystem (e.g., --dir=/proc:proc:fs)\n\
1260 \t\t\t\tmaybe\tSkip the rule if <out> does not exist\n\
1261 \t\t\t\tnoexec\tDo not allow execution of binaries\n\
1262 \t\t\t\trw\tAllow read-write access\n\
1263 -E, --env=<var>\t\tInherit the environment variable <var> from the parent process\n\
1264 -E, --env=<var>=<val>\tSet the environment variable <var> to <val>; unset it if <var> is empty\n\
1265 -x, --extra-time=<time>\tSet extra timeout, before which a timing-out program is not yet killed,\n\
1266 \t\t\tso that its real execution time is reported (seconds, fractions allowed)\n\
1267 -e, --full-env\t\tInherit full environment of the parent process\n\
1268 -m, --mem=<size>\tLimit address space to <size> KB\n\
1269 -M, --meta=<file>\tOutput process information to <file> (name:value)\n\
1270 -q, --quota=<blk>,<ino>\tSet disk quota to <blk> blocks and <ino> inodes\n\
1271 -k, --stack=<size>\tLimit stack size to <size> KB (default: 0=unlimited)\n\
1272 -r, --stderr=<file>\tRedirect stderr to <file>\n\
1273 -i, --stdin=<file>\tRedirect stdin from <file>\n\
1274 -o, --stdout=<file>\tRedirect stdout to <file>\n\
1275 -p, --processes[=<max>]\tEnable multiple processes (at most <max> of them); needs --cg\n\
1276 -t, --time=<time>\tSet run time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1277 -v, --verbose\t\tBe verbose (use multiple times for even more verbosity)\n\
1278 -w, --wall-time=<time>\tSet wall clock time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1279 \n\
1280 Commands:\n\
1281     --init\t\tInitialize sandbox (and its control group when --cg is used)\n\
1282     --run -- <cmd> ...\tRun given command within sandbox\n\
1283     --cleanup\t\tClean up sandbox\n\
1284     --version\t\tDisplay program version and configuration\n\
1285 ");
1286   exit(2);
1287 }
1288
1289 enum opt_code {
1290   OPT_INIT = 256,
1291   OPT_RUN,
1292   OPT_CLEANUP,
1293   OPT_VERSION,
1294   OPT_CG,
1295   OPT_CG_MEM,
1296   OPT_CG_TIMING,
1297 };
1298
1299 static const char short_opts[] = "b:c:d:eE:i:k:m:M:o:p::q:r:t:vw:x:";
1300
1301 static const struct option long_opts[] = {
1302   { "box-id",           1, NULL, 'b' },
1303   { "chdir",            1, NULL, 'c' },
1304   { "cg",               0, NULL, OPT_CG },
1305   { "cg-mem",           1, NULL, OPT_CG_MEM },
1306   { "cg-timing",        0, NULL, OPT_CG_TIMING },
1307   { "cleanup",          0, NULL, OPT_CLEANUP },
1308   { "dir",              1, NULL, 'd' },
1309   { "env",              1, NULL, 'E' },
1310   { "extra-time",       1, NULL, 'x' },
1311   { "full-env",         0, NULL, 'e' },
1312   { "init",             0, NULL, OPT_INIT },
1313   { "mem",              1, NULL, 'm' },
1314   { "meta",             1, NULL, 'M' },
1315   { "processes",        2, NULL, 'p' },
1316   { "quota",            1, NULL, 'q' },
1317   { "run",              0, NULL, OPT_RUN },
1318   { "stack",            1, NULL, 'k' },
1319   { "stderr",           1, NULL, 'r' },
1320   { "stdin",            1, NULL, 'i' },
1321   { "stdout",           1, NULL, 'o' },
1322   { "time",             1, NULL, 't' },
1323   { "verbose",          0, NULL, 'v' },
1324   { "version",          0, NULL, OPT_VERSION },
1325   { "wall-time",        1, NULL, 'w' },
1326   { NULL,               0, NULL, 0 }
1327 };
1328
1329 int
1330 main(int argc, char **argv)
1331 {
1332   int c;
1333   char *sep;
1334   enum opt_code mode = 0;
1335
1336   init_dir_rules();
1337
1338   while ((c = getopt_long(argc, argv, short_opts, long_opts, NULL)) >= 0)
1339     switch (c)
1340       {
1341       case 'b':
1342         box_id = atoi(optarg);
1343         break;
1344       case 'c':
1345         set_cwd = optarg;
1346         break;
1347       case OPT_CG:
1348         cg_enable = 1;
1349         break;
1350       case 'd':
1351         if (!set_dir_action(optarg))
1352           usage("Invalid directory specified: %s\n", optarg);
1353         break;
1354       case 'e':
1355         pass_environ = 1;
1356         break;
1357       case 'E':
1358         if (!set_env_action(optarg))
1359           usage("Invalid environment specified: %s\n", optarg);
1360         break;
1361       case 'k':
1362         stack_limit = atoi(optarg);
1363         break;
1364       case 'i':
1365         redir_stdin = optarg;
1366         break;
1367       case 'm':
1368         memory_limit = atoi(optarg);
1369         break;
1370       case 'M':
1371         meta_open(optarg);
1372         break;
1373       case 'o':
1374         redir_stdout = optarg;
1375         break;
1376       case 'p':
1377         if (optarg)
1378           max_processes = atoi(optarg);
1379         else
1380           max_processes = 0;
1381         break;
1382       case 'q':
1383         sep = strchr(optarg, ',');
1384         if (!sep)
1385           usage("Invalid quota specified: %s\n", optarg);
1386         block_quota = atoi(optarg);
1387         inode_quota = atoi(sep+1);
1388         break;
1389       case 'r':
1390         redir_stderr = optarg;
1391         break;
1392       case 't':
1393         timeout = 1000*atof(optarg);
1394         break;
1395       case 'v':
1396         verbose++;
1397         break;
1398       case 'w':
1399         wall_timeout = 1000*atof(optarg);
1400         break;
1401       case 'x':
1402         extra_timeout = 1000*atof(optarg);
1403         break;
1404       case OPT_INIT:
1405       case OPT_RUN:
1406       case OPT_CLEANUP:
1407       case OPT_VERSION:
1408         if (!mode || mode == c)
1409           mode = c;
1410         else
1411           usage("Only one command is allowed.\n");
1412         break;
1413       case OPT_CG_MEM:
1414         cg_memory_limit = atoi(optarg);
1415         break;
1416       case OPT_CG_TIMING:
1417         cg_timing = 1;
1418         break;
1419       default:
1420         usage(NULL);
1421       }
1422
1423   if (!mode)
1424     usage("Please specify an isolate command (e.g. --init, --run).\n");
1425   if (mode == OPT_VERSION)
1426     {
1427       show_version();
1428       return 0;
1429     }
1430
1431   if (geteuid())
1432     die("Must be started as root");
1433   orig_uid = getuid();
1434   orig_gid = getgid();
1435
1436   umask(022);
1437   box_init();
1438   cg_init();
1439
1440   switch (mode)
1441     {
1442     case OPT_INIT:
1443       if (optind < argc)
1444         usage("--init mode takes no parameters\n");
1445       init();
1446       break;
1447     case OPT_RUN:
1448       if (optind >= argc)
1449         usage("--run mode requires a command to run\n");
1450       run(argv+optind);
1451       break;
1452     case OPT_CLEANUP:
1453       if (optind < argc)
1454         usage("--cleanup mode takes no parameters\n");
1455       cleanup();
1456       break;
1457     default:
1458       die("Internal error: mode mismatch");
1459     }
1460   exit(0);
1461 }