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