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 #define BOX_DIR CONFIG_ISOLATE_BOX_DIR
  36 #define BOX_UID CONFIG_ISOLATE_BOX_UID
  37 #define BOX_GID CONFIG_ISOLATE_BOX_GID
  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 max_processes = 1;
  47 static char *redir_stdin, *redir_stdout, *redir_stderr;
  48
  49 static int cg_enable;
  50 static int cg_memory_limit;
  51 static int cg_timing;
  52 static char *cg_root = "/sys/fs/cgroup";
  53
  54 static uid_t orig_uid;
  55 static gid_t orig_gid;
  56
  57 static pid_t box_pid;
  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 /*** Mount rules ***/
 397
 398 struct dir_rule {
 399   char *inside;                 // A relative path
 400   char *outside;                // This can be:
 401                                 //   - an absolute path
 402                                 //   - a relative path starting with "./"
 403                                 //   - one of the above prefixed with "?" to mean "only if exists"
 404                                 //   - "procfs"
 405   struct dir_rule *next;
 406 };
 407
 408 static struct dir_rule *first_dir_rule;
 409 static struct dir_rule **last_dir_rule = &first_dir_rule;
 410
 411 static int add_dir_rule(char *in, char *out)
 412 {
 413   // Make sure that "in" is relative
 414   while (in[0] == '/')
 415     in++;
 416   if (!*in)
 417     return 0;
 418
 419   // Check "out"
 420   if (out)
 421     {
 422       char *o = out;
 423       if (*o == '?')
 424         o++;
 425       if (!(o[0] == '/' ||
 426             !strncmp(o, "./", 2) ||
 427             !strcmp(o, "procfs")))
 428         return 0;
 429     }
 430
 431   // Override an existing rule
 432   for (struct dir_rule *r = first_dir_rule; r; r=r->next)
 433     if (!strcmp(r->inside, in))
 434       {
 435         r->outside = out;
 436         return 1;
 437       }
 438
 439   // Add a new rule
 440   struct dir_rule *r = xmalloc(sizeof(*r));
 441   r->inside = in;
 442   r->outside = out;
 443   *last_dir_rule = r;
 444   last_dir_rule = &r->next;
 445   r->next = NULL;
 446
 447   return 1;
 448 }
 449
 450 static int set_dir_action(char *arg)
 451 {
 452   arg = xstrdup(arg);
 453   char *sep = strchr(arg, '=');
 454
 455   if (sep)
 456     {
 457       *sep++ = 0;
 458       return add_dir_rule(arg, (*sep ? sep : NULL));
 459     }
 460   else
 461     {
 462       char *out = xmalloc(1 + strlen(arg) + 1);
 463       sprintf(out, "/%s", arg);
 464       return add_dir_rule(arg, out);
 465     }
 466 }
 467
 468 static void init_dir_rules(void)
 469 {
 470   set_dir_action("box=./box");
 471   set_dir_action("bin");
 472   set_dir_action("dev");
 473   set_dir_action("lib");
 474   set_dir_action("lib64=?/lib64");
 475   set_dir_action("proc=procfs");
 476   set_dir_action("usr");
 477 }
 478
 479 static void make_dir(char *path)
 480 {
 481   char *sep = path;
 482   for (;;)
 483     {
 484       sep = strchr(sep, '/');
 485       if (sep)
 486         *sep = 0;
 487
 488       if (!dir_exists(path) && mkdir(path, 0777) < 0)
 489         die("Cannot create directory %s: %m\n", path);
 490
 491       if (!sep)
 492         return;
 493       *sep++ = '/';
 494     }
 495 }
 496
 497 static void apply_dir_rules(void)
 498 {
 499   for (struct dir_rule *r = first_dir_rule; r; r=r->next)
 500     {
 501       char *in = r->inside;
 502       char *out = r->outside;
 503       if (!out)
 504         {
 505           msg("Not binding anything on %s\n", r->inside);
 506           continue;
 507         }
 508
 509       if (out[0] == '?')
 510         {
 511           out++;
 512           if (!dir_exists(out))
 513             {
 514               msg("Not binding %s on %s (does not exist)\n", out, r->inside);
 515               continue;
 516             }
 517         }
 518
 519       char root_in[1024];
 520       snprintf(root_in, sizeof(root_in), "root/%s", in);
 521       make_dir(root_in);
 522
 523       if (!strcmp(out, "procfs"))
 524         {
 525           msg("Mounting procfs on %s\n", in);
 526           if (mount("none", root_in, "proc", 0, "") < 0)
 527             die("Cannot mount proc on %s: %m", in);
 528         }
 529       else
 530         {
 531           msg("Binding %s on %s\n", out, in);
 532           if (mount(out, root_in, "none", MS_BIND | MS_NOSUID | MS_NODEV, "") < 0)
 533             die("Cannot bind %s on %s: %m", out, in);
 534         }
 535     }
 536 }
 537
 538 /*** Control groups ***/
 539
 540 static char cg_path[256];
 541
 542 #define CG_BUFSIZE 1024
 543
 544 static int
 545 cg_read(char *attr, char *buf)
 546 {
 547   int maybe = 0;
 548   if (attr[0] == '?')
 549     {
 550       attr++;
 551       maybe = 1;
 552     }
 553
 554   char path[256];
 555   snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s", cg_path, attr);
 556
 557   int fd = open(path, O_RDONLY);
 558   if (fd < 0)
 559     {
 560       if (maybe)
 561         return 0;
 562       die("Cannot read %s: %m", path);
 563     }
 564
 565   int n = read(fd, buf, CG_BUFSIZE);
 566   if (n < 0)
 567     die("Cannot read %s: %m", path);
 568   if (n >= CG_BUFSIZE - 1)
 569     die("Attribute %s too long", path);
 570   if (n > 0 && buf[n-1] == '\n')
 571     n--;
 572   buf[n] = 0;
 573
 574   if (verbose > 1)
 575     msg("CG: Read %s = %s\n", attr, buf);
 576
 577   close(fd);
 578   return 1;
 579 }
 580
 581 static void __attribute__((format(printf,2,3)))
 582 cg_write(char *attr, char *fmt, ...)
 583 {
 584   va_list args;
 585   va_start(args, fmt);
 586
 587   char buf[CG_BUFSIZE];
 588   int n = vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
 589   if (n >= CG_BUFSIZE)
 590     die("cg_writef: Value for attribute %s is too long", attr);
 591
 592   if (verbose > 1)
 593     msg("CG: Write %s = %s", attr, buf);
 594
 595   char path[256];
 596   snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s", cg_path, attr);
 597
 598   int fd = open(path, O_WRONLY | O_TRUNC);
 599   if (fd < 0)
 600     die("Cannot write %s: %m", path);
 601
 602   int written = write(fd, buf, n);
 603   if (written < 0)
 604     die("Cannot set %s to %s: %m", path, buf);
 605   if (written != n)
 606     die("Short write to %s (%d out of %d bytes)", path, written, n);
 607
 608   close(fd);
 609   va_end(args);
 610 }
 611
 612 static void
 613 cg_init(void)
 614 {
 615   if (!cg_enable)
 616     return;
 617
 618   if (!dir_exists(cg_root))
 619     die("Control group filesystem at %s not mounted", cg_root);
 620
 621   snprintf(cg_path, sizeof(cg_path), "%s/box-%d", cg_root, BOX_UID);
 622   msg("Using control group %s\n", cg_path);
 623 }
 624
 625 static void
 626 cg_prepare(void)
 627 {
 628   if (!cg_enable)
 629     return;
 630
 631   struct stat st;
 632   char buf[CG_BUFSIZE];
 633
 634   if (stat(cg_path, &st) >= 0 || errno != ENOENT)
 635     {
 636       msg("Control group %s already exists, trying to empty it.\n", cg_path);
 637       if (rmdir(cg_path) < 0)
 638         die("Failed to reset control group %s: %m", cg_path);
 639     }
 640
 641   if (mkdir(cg_path, 0777) < 0)
 642     die("Failed to create control group %s: %m", cg_path);
 643
 644   // If cpuset module is enabled, copy allowed cpus and memory nodes from parent group
 645   if (cg_read("?../cpuset.cpus", buf))
 646     cg_write("cpuset.cpus", "%s", buf);
 647   if (cg_read("?../cpuset.mems", buf))
 648     cg_write("cpuset.mems", "%s", buf);
 649 }
 650
 651 static void
 652 cg_enter(void)
 653 {
 654   if (!cg_enable)
 655     return;
 656
 657   msg("Entering control group %s\n", cg_path);
 658
 659   struct stat st;
 660   if (stat(cg_path, &st) < 0)
 661     die("Control group %s does not exist: %m", cg_path);
 662
 663   if (cg_memory_limit)
 664     {
 665       cg_write("memory.limit_in_bytes", "%lld\n", (long long) cg_memory_limit << 10);
 666       cg_write("memory.memsw.limit_in_bytes", "%lld\n", (long long) cg_memory_limit << 10);
 667     }
 668
 669   if (cg_timing)
 670     cg_write("cpuacct.usage", "0\n");
 671
 672   cg_write("tasks", "%d\n", (int) getpid());
 673 }
 674
 675 static int
 676 cg_get_run_time_ms(void)
 677 {
 678   if (!cg_enable)
 679     return 0;
 680
 681   char buf[CG_BUFSIZE];
 682   cg_read("cpuacct.usage", buf);
 683   unsigned long long ns = atoll(buf);
 684   return ns / 1000000;
 685 }
 686
 687 static void
 688 cg_stats(void)
 689 {
 690   if (!cg_enable)
 691     return;
 692
 693   char buf[CG_BUFSIZE];
 694
 695   // Memory usage statistics
 696   unsigned long long mem=0, memsw=0;
 697   if (cg_read("?memory.max_usage_in_bytes", buf))
 698     mem = atoll(buf);
 699   if (cg_read("?memory.memsw.max_usage_in_bytes", buf))
 700     {
 701       memsw = atoll(buf);
 702       if (memsw > mem)
 703         mem = memsw;
 704     }
 705   if (mem)
 706     meta_printf("cg-mem:%lld\n", mem >> 10);
 707 }
 708
 709 static void
 710 cg_remove(void)
 711 {
 712   char buf[CG_BUFSIZE];
 713
 714   if (!cg_enable)
 715     return;
 716
 717   cg_read("tasks", buf);
 718   if (buf[0])
 719     die("Some tasks left in control group %s, failed to remove it", cg_path);
 720
 721   if (rmdir(cg_path) < 0)
 722     die("Cannot remove control group %s: %m", cg_path);
 723 }
 724
 725 /*** The keeper process ***/
 726
 727 static void
 728 signal_alarm(int unused UNUSED)
 729 {
 730   /* Time limit checks are synchronous, so we only schedule them there. */
 731   timer_tick = 1;
 732   alarm(1);
 733 }
 734
 735 static void
 736 signal_int(int unused UNUSED)
 737 {
 738   /* Interrupts are fatal, so no synchronization requirements. */
 739   meta_printf("exitsig:%d\n", SIGINT);
 740   err("SG: Interrupted");
 741 }
 742
 743 #define PROC_BUF_SIZE 4096
 744 static void
 745 read_proc_file(char *buf, char *name, int *fdp)
 746 {
 747   int c;
 748
 749   if (!*fdp)
 750     {
 751       sprintf(buf, "/proc/%d/%s", (int) box_pid, name);
 752       *fdp = open(buf, O_RDONLY);
 753       if (*fdp < 0)
 754         die("open(%s): %m", buf);
 755     }
 756   lseek(*fdp, 0, SEEK_SET);
 757   if ((c = read(*fdp, buf, PROC_BUF_SIZE-1)) < 0)
 758     die("read on /proc/$pid/%s: %m", name);
 759   if (c >= PROC_BUF_SIZE-1)
 760     die("/proc/$pid/%s too long", name);
 761   buf[c] = 0;
 762 }
 763
 764 static int
 765 get_wall_time_ms(void)
 766 {
 767   struct timeval now, wall;
 768   gettimeofday(&now, NULL);
 769   timersub(&now, &start_time, &wall);
 770   return wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
 771 }
 772
 773 static int
 774 get_run_time_ms(struct rusage *rus)
 775 {
 776   if (cg_timing)
 777     return cg_get_run_time_ms();
 778
 779   if (rus)
 780     {
 781       struct timeval total;
 782       timeradd(&rus->ru_utime, &rus->ru_stime, &total);
 783       return total.tv_sec*1000 + total.tv_usec/1000;
 784     }
 785
 786   char buf[PROC_BUF_SIZE], *x;
 787   int utime, stime;
 788   static int proc_stat_fd;
 789
 790   read_proc_file(buf, "stat", &proc_stat_fd);
 791   x = buf;
 792   while (*x && *x != ' ')
 793     x++;
 794   while (*x == ' ')
 795     x++;
 796   if (*x++ != '(')
 797     die("proc stat syntax error 1");
 798   while (*x && (*x != ')' || x[1] != ' '))
 799     x++;
 800   while (*x == ')' || *x == ' ')
 801     x++;
 802   if (sscanf(x, "%*c %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %d %d", &utime, &stime) != 2)
 803     die("proc stat syntax error 2");
 804
 805   return (utime + stime) * 1000 / ticks_per_sec;
 806 }
 807
 808 static void
 809 check_timeout(void)
 810 {
 811   if (wall_timeout)
 812     {
 813       int wall_ms = get_wall_time_ms();
 814       if (wall_ms > wall_timeout)
 815         err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 816       if (verbose > 1)
 817         fprintf(stderr, "[wall time check: %d msec]\n", wall_ms);
 818     }
 819   if (timeout)
 820     {
 821       int ms = get_run_time_ms(NULL);
 822       if (verbose > 1)
 823         fprintf(stderr, "[time check: %d msec]\n", ms);
 824       if (ms > timeout && ms > extra_timeout)
 825         err("TO: Time limit exceeded");
 826     }
 827 }
 828
 829 static void
 830 box_keeper(void)
 831 {
 832   read_errors_from_fd = error_pipes[0];
 833   close(error_pipes[1]);
 834
 835   struct sigaction sa;
 836   bzero(&sa, sizeof(sa));
 837   sa.sa_handler = signal_int;
 838   sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 839
 840   gettimeofday(&start_time, NULL);
 841   ticks_per_sec = sysconf(_SC_CLK_TCK);
 842   if (ticks_per_sec <= 0)
 843     die("Invalid ticks_per_sec!");
 844
 845   if (timeout || wall_timeout)
 846     {
 847       sa.sa_handler = signal_alarm;
 848       sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 849       alarm(1);
 850     }
 851
 852   for(;;)
 853     {
 854       struct rusage rus;
 855       int stat;
 856       pid_t p;
 857       if (timer_tick)
 858         {
 859           check_timeout();
 860           timer_tick = 0;
 861         }
 862       p = wait4(box_pid, &stat, 0, &rus);
 863       if (p < 0)
 864         {
 865           if (errno == EINTR)
 866             continue;
 867           die("wait4: %m");
 868         }
 869       if (p != box_pid)
 870         die("wait4: unknown pid %d exited!", p);
 871       box_pid = 0;
 872
 873       // Check error pipe if there is an internal error passed from inside the box
 874       char interr[1024];
 875       int n = read(read_errors_from_fd, interr, sizeof(interr) - 1);
 876       if (n > 0)
 877         {
 878           interr[n] = 0;
 879           die("%s", interr);
 880         }
 881
 882       if (WIFEXITED(stat))
 883         {
 884           final_stats(&rus);
 885           if (WEXITSTATUS(stat))
 886             {
 887               meta_printf("exitcode:%d\n", WEXITSTATUS(stat));
 888               err("RE: Exited with error status %d", WEXITSTATUS(stat));
 889             }
 890           if (timeout && total_ms > timeout)
 891             err("TO: Time limit exceeded");
 892           if (wall_timeout && wall_ms > wall_timeout)
 893             err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 894           flush_line();
 895           fprintf(stderr, "OK (%d.%03d sec real, %d.%03d sec wall)\n",
 896               total_ms/1000, total_ms%1000,
 897               wall_ms/1000, wall_ms%1000);
 898           box_exit(0);
 899         }
 900       else if (WIFSIGNALED(stat))
 901         {
 902           meta_printf("exitsig:%d\n", WTERMSIG(stat));
 903           final_stats(&rus);
 904           err("SG: Caught fatal signal %d", WTERMSIG(stat));
 905         }
 906       else if (WIFSTOPPED(stat))
 907         {
 908           meta_printf("exitsig:%d\n", WSTOPSIG(stat));
 909           final_stats(&rus);
 910           err("SG: Stopped by signal %d", WSTOPSIG(stat));
 911         }
 912       else
 913         die("wait4: unknown status %x, giving up!", stat);
 914     }
 915 }
 916
 917 /*** The process running inside the box ***/
 918
 919 static void
 920 setup_root(void)
 921 {
 922   if (mkdir("root", 0750) < 0 && errno != EEXIST)
 923     die("mkdir('root'): %m");
 924
 925   if (mount("none", "root", "tmpfs", 0, "mode=755") < 0)
 926     die("Cannot mount root ramdisk: %m");
 927
 928   apply_dir_rules();
 929
 930   if (chroot("root") < 0)
 931     die("Chroot failed: %m");
 932
 933   if (chdir("root/box") < 0)
 934     die("Cannot change current directory: %m");
 935 }
 936
 937 static void
 938 setup_credentials(void)
 939 {
 940   if (setresgid(BOX_GID, BOX_GID, BOX_GID) < 0)
 941     die("setresgid: %m");
 942   if (setgroups(0, NULL) < 0)
 943     die("setgroups: %m");
 944   if (setresuid(BOX_UID, BOX_UID, BOX_UID) < 0)
 945     die("setresuid: %m");
 946   setpgrp();
 947 }
 948
 949 static void
 950 setup_fds(void)
 951 {
 952   if (redir_stdin)
 953     {
 954       close(0);
 955       if (open(redir_stdin, O_RDONLY) != 0)
 956         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdin);
 957     }
 958   if (redir_stdout)
 959     {
 960       close(1);
 961       if (open(redir_stdout, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 1)
 962         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdout);
 963     }
 964   if (redir_stderr)
 965     {
 966       close(2);
 967       if (open(redir_stderr, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 2)
 968         die("open(\"%s\"): %m", redir_stderr);
 969     }
 970   else
 971     dup2(1, 2);
 972 }
 973
 974 static void
 975 setup_rlim(const char *res_name, int res, rlim_t limit)
 976 {
 977   struct rlimit rl = { .rlim_cur = limit, .rlim_max = limit };
 978   if (setrlimit(res, &rl) < 0)
 979     die("setrlimit(%s, %jd)", res_name, (intmax_t) limit);
 980 }
 981
 982 static void
 983 setup_rlimits(void)
 984 {
 985 #define RLIM(res, val) setup_rlim("RLIMIT_" #res, RLIMIT_##res, val)
 986
 987   if (memory_limit)
 988     RLIM(AS, memory_limit * 1024);
 989
 990   RLIM(STACK, (stack_limit ? (rlim_t)stack_limit * 1024 : RLIM_INFINITY));
 991   RLIM(NOFILE, 64);
 992   RLIM(MEMLOCK, 0);
 993
 994   if (max_processes)
 995     RLIM(NPROC, max_processes);
 996
 997 #undef RLIM
 998 }
 999
1000 static int
1001 box_inside(void *arg)
1002 {
1003   char **args = arg;
1004   write_errors_to_fd = error_pipes[1];
1005   close(error_pipes[0]);
1006
1007   cg_enter();
1008   setup_root();
1009   setup_credentials();
1010   setup_fds();
1011   setup_rlimits();
1012   char **env = setup_environment();
1013
1014   execve(args[0], args, env);
1015   die("execve(\"%s\"): %m", args[0]);
1016 }
1017
1018 /*** Commands ***/
1019
1020 static void
1021 init(void)
1022 {
1023   msg("Preparing sandbox directory\n");
1024   xsystem("rm -rf box");
1025   if (mkdir("box", 0700) < 0)
1026     die("Cannot create box: %m");
1027   if (chown("box", orig_uid, orig_gid) < 0)
1028     die("Cannot chown box: %m");
1029
1030   cg_prepare();
1031 }
1032
1033 static void
1034 cleanup(void)
1035 {
1036   if (!dir_exists("box"))
1037     die("Box directory not found, there isn't anything to clean up");
1038
1039   msg("Deleting sandbox directory\n");
1040   xsystem("rm -rf box");
1041   cg_remove();
1042 }
1043
1044 static void
1045 run(char **argv)
1046 {
1047   if (!dir_exists("box"))
1048     die("Box directory not found, did you run `isolate --init'?");
1049
1050   char cmd[256];
1051   snprintf(cmd, sizeof(cmd), "chown -R %d.%d box", BOX_UID, BOX_GID);
1052   xsystem(cmd);
1053   snprintf(cleanup_cmd, sizeof(cleanup_cmd), "chown -R %d.%d box", orig_uid, orig_gid);
1054
1055   if (pipe(error_pipes) < 0)
1056     die("pipe: %m");
1057   for (int i=0; i<2; i++)
1058     if (fcntl(error_pipes[i], F_SETFD, fcntl(error_pipes[i], F_GETFD) | FD_CLOEXEC) < 0 ||
1059         fcntl(error_pipes[i], F_SETFL, fcntl(error_pipes[i], F_GETFL) | O_NONBLOCK) < 0)
1060       die("fcntl on pipe: %m");
1061
1062   box_pid = clone(
1063     box_inside,                 // Function to execute as the body of the new process
1064     argv,                       // Pass our stack
1065     SIGCHLD | CLONE_NEWIPC | CLONE_NEWNET | CLONE_NEWNS | CLONE_NEWPID,
1066     argv);                      // Pass the arguments
1067   if (box_pid < 0)
1068     die("clone: %m");
1069   if (!box_pid)
1070     die("clone returned 0");
1071   box_keeper();
1072 }
1073
1074 static void
1075 show_version(void)
1076 {
1077   printf("Process isolator 1.0\n");
1078   printf("(c) 2012 Martin Mares and Bernard Blackham\n");
1079   printf("\nCompile-time configuration:\n");
1080   printf("Sandbox directory: %s\n", BOX_DIR);
1081   printf("Sandbox credentials: uid=%u gid=%u\n", BOX_UID, BOX_GID);
1082 }
1083
1084 /*** Options ***/
1085
1086 static void
1087 usage(void)
1088 {
1089   fprintf(stderr, "Invalid arguments!\n");
1090   printf("\
1091 Usage: isolate [<options>] <command>\n\
1092 \n\
1093 Options:\n\
1094 -c, --cg[=<parent>]\tPut process in a control group (optionally a sub-group of <parent>)\n\
1095     --cg-mem=<size>\tLimit memory usage of the control group to <size> KB\n\
1096     --cg-timing\t\tTime limits affects total run time of the control group\n\
1097 -d, --dir=<dir>\t\tMake a directory <dir> visible inside the sandbox\n\
1098 -d, --dir=<in>=<out>\tMake a directory <out> outside visible as <in> inside\n\
1099 -d, --dir=<in>=\t\tDelete a previously defined directory rule (even a default one)\n\
1100 -E, --env=<var>\t\tInherit the environment variable <var> from the parent process\n\
1101 -E, --env=<var>=<val>\tSet the environment variable <var> to <val>; unset it if <var> is empty\n\
1102 -x, --extra-time=<time>\tSet extra timeout, before which a timing-out program is not yet killed,\n\
1103 \t\t\tso that its real execution time is reported (seconds, fractions allowed)\n\
1104 -e, --full-env\t\tInherit full environment of the parent process\n\
1105 -m, --mem=<size>\tLimit address space to <size> KB\n\
1106 -M, --meta=<file>\tOutput process information to <file> (name:value)\n\
1107 -k, --stack=<size>\tLimit stack size to <size> KB (default: 0=unlimited)\n\
1108 -r, --stderr=<file>\tRedirect stderr to <file>\n\
1109 -i, --stdin=<file>\tRedirect stdin from <file>\n\
1110 -o, --stdout=<file>\tRedirect stdout to <file>\n\
1111 -p, --processes[=<max>]\tEnable multiple processes (at most <max> of them); needs --cg\n\
1112 -t, --time=<time>\tSet run time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1113 -v, --verbose\t\tBe verbose (use multiple times for even more verbosity)\n\
1114 -w, --wall-time=<time>\tSet wall clock time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1115 \n\
1116 Commands:\n\
1117     --init\t\tInitialize sandbox (and its control group when --cg is used)\n\
1118     --run -- <cmd> ...\tRun given command within sandbox\n\
1119     --cleanup\t\tClean up sandbox\n\
1120     --version\t\tDisplay program version and configuration\n\
1121 ");
1122   exit(2);
1123 }
1124
1125 enum opt_code {
1126   OPT_INIT = 256,
1127   OPT_RUN,
1128   OPT_CLEANUP,
1129   OPT_VERSION,
1130   OPT_CG_MEM,
1131   OPT_CG_TIMING,
1132 };
1133
1134 static const char short_opts[] = "c::d:eE:i:k:m:M:o:p::r:t:vw:x:";
1135
1136 static const struct option long_opts[] = {
1137   { "cg",               2, NULL, 'c' },
1138   { "cg-mem",           1, NULL, OPT_CG_MEM },
1139   { "cg-timing",        0, NULL, OPT_CG_TIMING },
1140   { "cleanup",          0, NULL, OPT_CLEANUP },
1141   { "dir",              1, NULL, 'd' },
1142   { "env",              1, NULL, 'E' },
1143   { "extra-time",       1, NULL, 'x' },
1144   { "full-env",         0, NULL, 'e' },
1145   { "init",             0, NULL, OPT_INIT },
1146   { "mem",              1, NULL, 'm' },
1147   { "meta",             1, NULL, 'M' },
1148   { "processes",        2, NULL, 'p' },
1149   { "run",              0, NULL, OPT_RUN },
1150   { "stack",            1, NULL, 'k' },
1151   { "stderr",           1, NULL, 'r' },
1152   { "stdin",            1, NULL, 'i' },
1153   { "stdout",           1, NULL, 'o' },
1154   { "time",             1, NULL, 't' },
1155   { "verbose",          0, NULL, 'v' },
1156   { "version",          0, NULL, OPT_VERSION },
1157   { "wall-time",        1, NULL, 'w' },
1158   { NULL,               0, NULL, 0 }
1159 };
1160
1161 int
1162 main(int argc, char **argv)
1163 {
1164   int c;
1165   enum opt_code mode = 0;
1166
1167   init_dir_rules();
1168
1169   while ((c = getopt_long(argc, argv, short_opts, long_opts, NULL)) >= 0)
1170     switch (c)
1171       {
1172       case 'c':
1173         if (optarg)
1174           cg_root = optarg;
1175         cg_enable = 1;
1176         break;
1177       case 'd':
1178         if (!set_dir_action(optarg))
1179           usage();
1180         break;
1181       case 'e':
1182         pass_environ = 1;
1183         break;
1184       case 'E':
1185         if (!set_env_action(optarg))
1186           usage();
1187         break;
1188       case 'k':
1189         stack_limit = atoi(optarg);
1190         break;
1191       case 'i':
1192         redir_stdin = optarg;
1193         break;
1194       case 'm':
1195         memory_limit = atoi(optarg);
1196         break;
1197       case 'M':
1198         meta_open(optarg);
1199         break;
1200       case 'o':
1201         redir_stdout = optarg;
1202         break;
1203       case 'p':
1204         if (optarg)
1205           max_processes = atoi(optarg);
1206         else
1207           max_processes = 0;
1208         break;
1209       case 'r':
1210         redir_stderr = optarg;
1211         break;
1212       case 't':
1213         timeout = 1000*atof(optarg);
1214         break;
1215       case 'v':
1216         verbose++;
1217         break;
1218       case 'w':
1219         wall_timeout = 1000*atof(optarg);
1220         break;
1221       case 'x':
1222         extra_timeout = 1000*atof(optarg);
1223         break;
1224       case OPT_INIT:
1225       case OPT_RUN:
1226       case OPT_CLEANUP:
1227       case OPT_VERSION:
1228         mode = c;
1229         break;
1230       case OPT_CG_MEM:
1231         cg_memory_limit = atoi(optarg);
1232         break;
1233       case OPT_CG_TIMING:
1234         cg_timing = 1;
1235         break;
1236       default:
1237         usage();
1238       }
1239
1240   if (!mode)
1241     usage();
1242   if (mode == OPT_VERSION)
1243     {
1244       show_version();
1245       return 0;
1246     }
1247
1248   if (geteuid())
1249     die("Must be started as root");
1250   orig_uid = getuid();
1251   orig_gid = getgid();
1252
1253   umask(022);
1254   if (chdir(BOX_DIR) < 0)
1255     die("chdir(%s): %m", BOX_DIR);
1256   cg_init();
1257
1258   switch (mode)
1259     {
1260     case OPT_INIT:
1261       if (optind < argc)
1262         usage();
1263       init();
1264       break;
1265     case OPT_RUN:
1266       if (optind >= argc)
1267         usage();
1268       run(argv+optind);
1269       break;
1270     case OPT_CLEANUP:
1271       if (optind < argc)
1272         usage();
1273       cleanup();
1274       break;
1275     default:
1276       die("Internal error: mode mismatch");
1277     }
1278   exit(0);
1279 }