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 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   if (!dir_exists(cg_root))
 654     die("Control group filesystem at %s not mounted", cg_root);
 655
 656   snprintf(cg_path, sizeof(cg_path), "%s/box-%d", cg_root, BOX_UID);
 657   msg("Using control group %s\n", cg_path);
 658 }
 659
 660 static void
 661 cg_prepare(void)
 662 {
 663   if (!cg_enable)
 664     return;
 665
 666   struct stat st;
 667   char buf[CG_BUFSIZE];
 668
 669   if (stat(cg_path, &st) >= 0 || errno != ENOENT)
 670     {
 671       msg("Control group %s already exists, trying to empty it.\n", cg_path);
 672       if (rmdir(cg_path) < 0)
 673         die("Failed to reset control group %s: %m", cg_path);
 674     }
 675
 676   if (mkdir(cg_path, 0777) < 0)
 677     die("Failed to create control group %s: %m", cg_path);
 678
 679   // If cpuset module is enabled, copy allowed cpus and memory nodes from parent group
 680   if (cg_read("?../cpuset.cpus", buf))
 681     cg_write("cpuset.cpus", "%s", buf);
 682   if (cg_read("?../cpuset.mems", buf))
 683     cg_write("cpuset.mems", "%s", buf);
 684 }
 685
 686 static void
 687 cg_enter(void)
 688 {
 689   if (!cg_enable)
 690     return;
 691
 692   msg("Entering control group %s\n", cg_path);
 693
 694   struct stat st;
 695   if (stat(cg_path, &st) < 0)
 696     die("Control group %s does not exist: %m", cg_path);
 697
 698   if (cg_memory_limit)
 699     {
 700       cg_write("memory.limit_in_bytes", "%lld\n", (long long) cg_memory_limit << 10);
 701       cg_write("memory.memsw.limit_in_bytes", "%lld\n", (long long) cg_memory_limit << 10);
 702     }
 703
 704   if (cg_timing)
 705     cg_write("cpuacct.usage", "0\n");
 706
 707   cg_write("tasks", "%d\n", (int) getpid());
 708 }
 709
 710 static int
 711 cg_get_run_time_ms(void)
 712 {
 713   if (!cg_enable)
 714     return 0;
 715
 716   char buf[CG_BUFSIZE];
 717   cg_read("cpuacct.usage", buf);
 718   unsigned long long ns = atoll(buf);
 719   return ns / 1000000;
 720 }
 721
 722 static void
 723 cg_stats(void)
 724 {
 725   if (!cg_enable)
 726     return;
 727
 728   char buf[CG_BUFSIZE];
 729
 730   // Memory usage statistics
 731   unsigned long long mem=0, memsw=0;
 732   if (cg_read("?memory.max_usage_in_bytes", buf))
 733     mem = atoll(buf);
 734   if (cg_read("?memory.memsw.max_usage_in_bytes", buf))
 735     {
 736       memsw = atoll(buf);
 737       if (memsw > mem)
 738         mem = memsw;
 739     }
 740   if (mem)
 741     meta_printf("cg-mem:%lld\n", mem >> 10);
 742 }
 743
 744 static void
 745 cg_remove(void)
 746 {
 747   char buf[CG_BUFSIZE];
 748
 749   if (!cg_enable)
 750     return;
 751
 752   cg_read("tasks", buf);
 753   if (buf[0])
 754     die("Some tasks left in control group %s, failed to remove it", cg_path);
 755
 756   if (rmdir(cg_path) < 0)
 757     die("Cannot remove control group %s: %m", cg_path);
 758 }
 759
 760 /*** The keeper process ***/
 761
 762 static void
 763 signal_alarm(int unused UNUSED)
 764 {
 765   /* Time limit checks are synchronous, so we only schedule them there. */
 766   timer_tick = 1;
 767   alarm(1);
 768 }
 769
 770 static void
 771 signal_int(int unused UNUSED)
 772 {
 773   /* Interrupts are fatal, so no synchronization requirements. */
 774   meta_printf("exitsig:%d\n", SIGINT);
 775   err("SG: Interrupted");
 776 }
 777
 778 #define PROC_BUF_SIZE 4096
 779 static void
 780 read_proc_file(char *buf, char *name, int *fdp)
 781 {
 782   int c;
 783
 784   if (!*fdp)
 785     {
 786       sprintf(buf, "/proc/%d/%s", (int) box_pid, name);
 787       *fdp = open(buf, O_RDONLY);
 788       if (*fdp < 0)
 789         die("open(%s): %m", buf);
 790     }
 791   lseek(*fdp, 0, SEEK_SET);
 792   if ((c = read(*fdp, buf, PROC_BUF_SIZE-1)) < 0)
 793     die("read on /proc/$pid/%s: %m", name);
 794   if (c >= PROC_BUF_SIZE-1)
 795     die("/proc/$pid/%s too long", name);
 796   buf[c] = 0;
 797 }
 798
 799 static int
 800 get_wall_time_ms(void)
 801 {
 802   struct timeval now, wall;
 803   gettimeofday(&now, NULL);
 804   timersub(&now, &start_time, &wall);
 805   return wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
 806 }
 807
 808 static int
 809 get_run_time_ms(struct rusage *rus)
 810 {
 811   if (cg_timing)
 812     return cg_get_run_time_ms();
 813
 814   if (rus)
 815     {
 816       struct timeval total;
 817       timeradd(&rus->ru_utime, &rus->ru_stime, &total);
 818       return total.tv_sec*1000 + total.tv_usec/1000;
 819     }
 820
 821   char buf[PROC_BUF_SIZE], *x;
 822   int utime, stime;
 823   static int proc_stat_fd;
 824
 825   read_proc_file(buf, "stat", &proc_stat_fd);
 826   x = buf;
 827   while (*x && *x != ' ')
 828     x++;
 829   while (*x == ' ')
 830     x++;
 831   if (*x++ != '(')
 832     die("proc stat syntax error 1");
 833   while (*x && (*x != ')' || x[1] != ' '))
 834     x++;
 835   while (*x == ')' || *x == ' ')
 836     x++;
 837   if (sscanf(x, "%*c %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %d %d", &utime, &stime) != 2)
 838     die("proc stat syntax error 2");
 839
 840   return (utime + stime) * 1000 / ticks_per_sec;
 841 }
 842
 843 static void
 844 check_timeout(void)
 845 {
 846   if (wall_timeout)
 847     {
 848       int wall_ms = get_wall_time_ms();
 849       if (wall_ms > wall_timeout)
 850         err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 851       if (verbose > 1)
 852         fprintf(stderr, "[wall time check: %d msec]\n", wall_ms);
 853     }
 854   if (timeout)
 855     {
 856       int ms = get_run_time_ms(NULL);
 857       if (verbose > 1)
 858         fprintf(stderr, "[time check: %d msec]\n", ms);
 859       if (ms > timeout && ms > extra_timeout)
 860         err("TO: Time limit exceeded");
 861     }
 862 }
 863
 864 static void
 865 box_keeper(void)
 866 {
 867   read_errors_from_fd = error_pipes[0];
 868   close(error_pipes[1]);
 869
 870   struct sigaction sa;
 871   bzero(&sa, sizeof(sa));
 872   sa.sa_handler = signal_int;
 873   sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 874
 875   gettimeofday(&start_time, NULL);
 876   ticks_per_sec = sysconf(_SC_CLK_TCK);
 877   if (ticks_per_sec <= 0)
 878     die("Invalid ticks_per_sec!");
 879
 880   if (timeout || wall_timeout)
 881     {
 882       sa.sa_handler = signal_alarm;
 883       sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 884       alarm(1);
 885     }
 886
 887   for(;;)
 888     {
 889       struct rusage rus;
 890       int stat;
 891       pid_t p;
 892       if (timer_tick)
 893         {
 894           check_timeout();
 895           timer_tick = 0;
 896         }
 897       p = wait4(box_pid, &stat, 0, &rus);
 898       if (p < 0)
 899         {
 900           if (errno == EINTR)
 901             continue;
 902           die("wait4: %m");
 903         }
 904       if (p != box_pid)
 905         die("wait4: unknown pid %d exited!", p);
 906       box_pid = 0;
 907
 908       // Check error pipe if there is an internal error passed from inside the box
 909       char interr[1024];
 910       int n = read(read_errors_from_fd, interr, sizeof(interr) - 1);
 911       if (n > 0)
 912         {
 913           interr[n] = 0;
 914           die("%s", interr);
 915         }
 916
 917       if (WIFEXITED(stat))
 918         {
 919           final_stats(&rus);
 920           if (WEXITSTATUS(stat))
 921             {
 922               meta_printf("exitcode:%d\n", WEXITSTATUS(stat));
 923               err("RE: Exited with error status %d", WEXITSTATUS(stat));
 924             }
 925           if (timeout && total_ms > timeout)
 926             err("TO: Time limit exceeded");
 927           if (wall_timeout && wall_ms > wall_timeout)
 928             err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 929           flush_line();
 930           fprintf(stderr, "OK (%d.%03d sec real, %d.%03d sec wall)\n",
 931               total_ms/1000, total_ms%1000,
 932               wall_ms/1000, wall_ms%1000);
 933           box_exit(0);
 934         }
 935       else if (WIFSIGNALED(stat))
 936         {
 937           meta_printf("exitsig:%d\n", WTERMSIG(stat));
 938           final_stats(&rus);
 939           err("SG: Caught fatal signal %d", WTERMSIG(stat));
 940         }
 941       else if (WIFSTOPPED(stat))
 942         {
 943           meta_printf("exitsig:%d\n", WSTOPSIG(stat));
 944           final_stats(&rus);
 945           err("SG: Stopped by signal %d", WSTOPSIG(stat));
 946         }
 947       else
 948         die("wait4: unknown status %x, giving up!", stat);
 949     }
 950 }
 951
 952 /*** The process running inside the box ***/
 953
 954 static void
 955 setup_root(void)
 956 {
 957   if (mkdir("root", 0750) < 0 && errno != EEXIST)
 958     die("mkdir('root'): %m");
 959
 960   if (mount("none", "root", "tmpfs", 0, "mode=755") < 0)
 961     die("Cannot mount root ramdisk: %m");
 962
 963   apply_dir_rules();
 964
 965   if (chroot("root") < 0)
 966     die("Chroot failed: %m");
 967
 968   if (chdir("root/box") < 0)
 969     die("Cannot change current directory: %m");
 970 }
 971
 972 static void
 973 setup_credentials(void)
 974 {
 975   if (setresgid(BOX_GID, BOX_GID, BOX_GID) < 0)
 976     die("setresgid: %m");
 977   if (setgroups(0, NULL) < 0)
 978     die("setgroups: %m");
 979   if (setresuid(BOX_UID, BOX_UID, BOX_UID) < 0)
 980     die("setresuid: %m");
 981   setpgrp();
 982 }
 983
 984 static void
 985 setup_fds(void)
 986 {
 987   if (redir_stdin)
 988     {
 989       close(0);
 990       if (open(redir_stdin, O_RDONLY) != 0)
 991         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdin);
 992     }
 993   if (redir_stdout)
 994     {
 995       close(1);
 996       if (open(redir_stdout, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 1)
 997         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdout);
 998     }
 999   if (redir_stderr)
1000     {
1001       close(2);
1002       if (open(redir_stderr, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 2)
1003         die("open(\"%s\"): %m", redir_stderr);
1004     }
1005   else
1006     dup2(1, 2);
1007 }
1008
1009 static void
1010 setup_rlim(const char *res_name, int res, rlim_t limit)
1011 {
1012   struct rlimit rl = { .rlim_cur = limit, .rlim_max = limit };
1013   if (setrlimit(res, &rl) < 0)
1014     die("setrlimit(%s, %jd)", res_name, (intmax_t) limit);
1015 }
1016
1017 static void
1018 setup_rlimits(void)
1019 {
1020 #define RLIM(res, val) setup_rlim("RLIMIT_" #res, RLIMIT_##res, val)
1021
1022   if (memory_limit)
1023     RLIM(AS, memory_limit * 1024);
1024
1025   RLIM(STACK, (stack_limit ? (rlim_t)stack_limit * 1024 : RLIM_INFINITY));
1026   RLIM(NOFILE, 64);
1027   RLIM(MEMLOCK, 0);
1028
1029   if (max_processes)
1030     RLIM(NPROC, max_processes);
1031
1032 #undef RLIM
1033 }
1034
1035 static int
1036 box_inside(void *arg)
1037 {
1038   char **args = arg;
1039   write_errors_to_fd = error_pipes[1];
1040   close(error_pipes[0]);
1041
1042   cg_enter();
1043   setup_root();
1044   setup_credentials();
1045   setup_fds();
1046   setup_rlimits();
1047   char **env = setup_environment();
1048
1049   execve(args[0], args, env);
1050   die("execve(\"%s\"): %m", args[0]);
1051 }
1052
1053 /*** Commands ***/
1054
1055 static void
1056 init(void)
1057 {
1058   msg("Preparing sandbox directory\n");
1059   xsystem("rm -rf box");
1060   if (mkdir("box", 0700) < 0)
1061     die("Cannot create box: %m");
1062   if (chown("box", orig_uid, orig_gid) < 0)
1063     die("Cannot chown box: %m");
1064
1065   cg_prepare();
1066 }
1067
1068 static void
1069 cleanup(void)
1070 {
1071   if (!dir_exists("box"))
1072     die("Box directory not found, there isn't anything to clean up");
1073
1074   msg("Deleting sandbox directory\n");
1075   xsystem("rm -rf box");
1076   cg_remove();
1077 }
1078
1079 static void
1080 run(char **argv)
1081 {
1082   if (!dir_exists("box"))
1083     die("Box directory not found, did you run `isolate --init'?");
1084
1085   char cmd[256];
1086   snprintf(cmd, sizeof(cmd), "chown -R %d.%d box", BOX_UID, BOX_GID);
1087   xsystem(cmd);
1088   snprintf(cleanup_cmd, sizeof(cleanup_cmd), "chown -R %d.%d box", orig_uid, orig_gid);
1089
1090   if (pipe(error_pipes) < 0)
1091     die("pipe: %m");
1092   for (int i=0; i<2; i++)
1093     if (fcntl(error_pipes[i], F_SETFD, fcntl(error_pipes[i], F_GETFD) | FD_CLOEXEC) < 0 ||
1094         fcntl(error_pipes[i], F_SETFL, fcntl(error_pipes[i], F_GETFL) | O_NONBLOCK) < 0)
1095       die("fcntl on pipe: %m");
1096
1097   box_pid = clone(
1098     box_inside,                 // Function to execute as the body of the new process
1099     argv,                       // Pass our stack
1100     SIGCHLD | CLONE_NEWIPC | CLONE_NEWNET | CLONE_NEWNS | CLONE_NEWPID,
1101     argv);                      // Pass the arguments
1102   if (box_pid < 0)
1103     die("clone: %m");
1104   if (!box_pid)
1105     die("clone returned 0");
1106   box_keeper();
1107 }
1108
1109 static void
1110 show_version(void)
1111 {
1112   printf("Process isolator 1.0\n");
1113   printf("(c) 2012 Martin Mares and Bernard Blackham\n");
1114   printf("\nCompile-time configuration:\n");
1115   printf("Sandbox directory: %s\n", BOX_DIR);
1116   printf("Sandbox credentials: uid=%u gid=%u\n", BOX_UID, BOX_GID);
1117 }
1118
1119 /*** Options ***/
1120
1121 static void
1122 usage(void)
1123 {
1124   fprintf(stderr, "Invalid arguments!\n");
1125   printf("\
1126 Usage: isolate [<options>] <command>\n\
1127 \n\
1128 Options:\n\
1129 -c, --cg[=<parent>]\tPut process in a control group (optionally a sub-group of <parent>)\n\
1130     --cg-mem=<size>\tLimit memory usage of the control group to <size> KB\n\
1131     --cg-timing\t\tTime limits affects total run time of the control group\n\
1132 -d, --dir=<dir>\t\tMake a directory <dir> visible inside the sandbox\n\
1133     --dir=<in>=<out>\tMake a directory <out> outside visible as <in> inside\n\
1134     --dir=<in>=\t\tDelete a previously defined directory rule (even a default one)\n\
1135     --dir=...:<opt>\tSpecify options for a rule:\n\
1136 \t\t\t\tdev\tAllow access to special files\n\
1137 \t\t\t\tfs\tMount a filesystem (e.g., --dir=/proc:proc:fs)\n\
1138 \t\t\t\tmaybe\tSkip the rule if <out> does not exist\n\
1139 \t\t\t\tnoexec\tDo not allow execution of binaries\n\
1140 \t\t\t\trw\tAllow read-write access\n\
1141 -E, --env=<var>\t\tInherit the environment variable <var> from the parent process\n\
1142 -E, --env=<var>=<val>\tSet the environment variable <var> to <val>; unset it if <var> is empty\n\
1143 -x, --extra-time=<time>\tSet extra timeout, before which a timing-out program is not yet killed,\n\
1144 \t\t\tso that its real execution time is reported (seconds, fractions allowed)\n\
1145 -e, --full-env\t\tInherit full environment of the parent process\n\
1146 -m, --mem=<size>\tLimit address space to <size> KB\n\
1147 -M, --meta=<file>\tOutput process information to <file> (name:value)\n\
1148 -k, --stack=<size>\tLimit stack size to <size> KB (default: 0=unlimited)\n\
1149 -r, --stderr=<file>\tRedirect stderr to <file>\n\
1150 -i, --stdin=<file>\tRedirect stdin from <file>\n\
1151 -o, --stdout=<file>\tRedirect stdout to <file>\n\
1152 -p, --processes[=<max>]\tEnable multiple processes (at most <max> of them); needs --cg\n\
1153 -t, --time=<time>\tSet run time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1154 -v, --verbose\t\tBe verbose (use multiple times for even more verbosity)\n\
1155 -w, --wall-time=<time>\tSet wall clock time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1156 \n\
1157 Commands:\n\
1158     --init\t\tInitialize sandbox (and its control group when --cg is used)\n\
1159     --run -- <cmd> ...\tRun given command within sandbox\n\
1160     --cleanup\t\tClean up sandbox\n\
1161     --version\t\tDisplay program version and configuration\n\
1162 ");
1163   exit(2);
1164 }
1165
1166 enum opt_code {
1167   OPT_INIT = 256,
1168   OPT_RUN,
1169   OPT_CLEANUP,
1170   OPT_VERSION,
1171   OPT_CG_MEM,
1172   OPT_CG_TIMING,
1173 };
1174
1175 static const char short_opts[] = "c::d:eE:i:k:m:M:o:p::r:t:vw:x:";
1176
1177 static const struct option long_opts[] = {
1178   { "cg",               2, NULL, 'c' },
1179   { "cg-mem",           1, NULL, OPT_CG_MEM },
1180   { "cg-timing",        0, NULL, OPT_CG_TIMING },
1181   { "cleanup",          0, NULL, OPT_CLEANUP },
1182   { "dir",              1, NULL, 'd' },
1183   { "env",              1, NULL, 'E' },
1184   { "extra-time",       1, NULL, 'x' },
1185   { "full-env",         0, NULL, 'e' },
1186   { "init",             0, NULL, OPT_INIT },
1187   { "mem",              1, NULL, 'm' },
1188   { "meta",             1, NULL, 'M' },
1189   { "processes",        2, NULL, 'p' },
1190   { "run",              0, NULL, OPT_RUN },
1191   { "stack",            1, NULL, 'k' },
1192   { "stderr",           1, NULL, 'r' },
1193   { "stdin",            1, NULL, 'i' },
1194   { "stdout",           1, NULL, 'o' },
1195   { "time",             1, NULL, 't' },
1196   { "verbose",          0, NULL, 'v' },
1197   { "version",          0, NULL, OPT_VERSION },
1198   { "wall-time",        1, NULL, 'w' },
1199   { NULL,               0, NULL, 0 }
1200 };
1201
1202 int
1203 main(int argc, char **argv)
1204 {
1205   int c;
1206   enum opt_code mode = 0;
1207
1208   init_dir_rules();
1209
1210   while ((c = getopt_long(argc, argv, short_opts, long_opts, NULL)) >= 0)
1211     switch (c)
1212       {
1213       case 'c':
1214         if (optarg)
1215           cg_root = optarg;
1216         cg_enable = 1;
1217         break;
1218       case 'd':
1219         if (!set_dir_action(optarg))
1220           usage();
1221         break;
1222       case 'e':
1223         pass_environ = 1;
1224         break;
1225       case 'E':
1226         if (!set_env_action(optarg))
1227           usage();
1228         break;
1229       case 'k':
1230         stack_limit = atoi(optarg);
1231         break;
1232       case 'i':
1233         redir_stdin = optarg;
1234         break;
1235       case 'm':
1236         memory_limit = atoi(optarg);
1237         break;
1238       case 'M':
1239         meta_open(optarg);
1240         break;
1241       case 'o':
1242         redir_stdout = optarg;
1243         break;
1244       case 'p':
1245         if (optarg)
1246           max_processes = atoi(optarg);
1247         else
1248           max_processes = 0;
1249         break;
1250       case 'r':
1251         redir_stderr = optarg;
1252         break;
1253       case 't':
1254         timeout = 1000*atof(optarg);
1255         break;
1256       case 'v':
1257         verbose++;
1258         break;
1259       case 'w':
1260         wall_timeout = 1000*atof(optarg);
1261         break;
1262       case 'x':
1263         extra_timeout = 1000*atof(optarg);
1264         break;
1265       case OPT_INIT:
1266       case OPT_RUN:
1267       case OPT_CLEANUP:
1268       case OPT_VERSION:
1269         mode = c;
1270         break;
1271       case OPT_CG_MEM:
1272         cg_memory_limit = atoi(optarg);
1273         break;
1274       case OPT_CG_TIMING:
1275         cg_timing = 1;
1276         break;
1277       default:
1278         usage();
1279       }
1280
1281   if (!mode)
1282     usage();
1283   if (mode == OPT_VERSION)
1284     {
1285       show_version();
1286       return 0;
1287     }
1288
1289   if (geteuid())
1290     die("Must be started as root");
1291   orig_uid = getuid();
1292   orig_gid = getgid();
1293
1294   umask(022);
1295   if (chdir(BOX_DIR) < 0)
1296     die("chdir(%s): %m", BOX_DIR);
1297   cg_init();
1298
1299   switch (mode)
1300     {
1301     case OPT_INIT:
1302       if (optind < argc)
1303         usage();
1304       init();
1305       break;
1306     case OPT_RUN:
1307       if (optind >= argc)
1308         usage();
1309       run(argv+optind);
1310       break;
1311     case OPT_CLEANUP:
1312       if (optind < argc)
1313         usage();
1314       cleanup();
1315       break;
1316     default:
1317       die("Internal error: mode mismatch");
1318     }
1319   exit(0);
1320 }