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 };
 411
 412 static struct dir_rule *first_dir_rule;
 413 static struct dir_rule **last_dir_rule = &first_dir_rule;
 414
 415 static int add_dir_rule(char *in, char *out, unsigned int flags)
 416 {
 417   // Make sure that "in" is relative
 418   while (in[0] == '/')
 419     in++;
 420   if (!*in)
 421     return 0;
 422
 423   // Check "out"
 424   if (flags & DIR_FLAG_FS)
 425     {
 426       if (!out || out[0] == '/')
 427         return 0;
 428     }
 429   else
 430     {
 431       if (out && out[0] != '/' && strncmp(out, "./", 2))
 432         return 0;
 433     }
 434
 435   // Override an existing rule
 436   struct dir_rule *r;
 437   for (r = first_dir_rule; r; r=r->next)
 438     if (!strcmp(r->inside, in))
 439       break;
 440
 441   // Add a new rule
 442   if (!r)
 443     {
 444       struct dir_rule *r = xmalloc(sizeof(*r));
 445       r->inside = in;
 446       *last_dir_rule = r;
 447       last_dir_rule = &r->next;
 448       r->next = NULL;
 449     }
 450   r->outside = out;
 451   r->flags = flags;
 452   return 1;
 453 }
 454
 455 static unsigned int parse_dir_option(char *opt)
 456 {
 457   if (!strcmp(opt, "rw"))
 458     return DIR_FLAG_RW;
 459   if (!strcmp(opt, "noexec"))
 460     return DIR_FLAG_NOEXEC;
 461   if (!strcmp(opt, "fs"))
 462     return DIR_FLAG_FS;
 463   if (!strcmp(opt, "maybe"))
 464     return DIR_FLAG_MAYBE;
 465   die("Unknown directory option %s", opt);
 466 }
 467
 468 static int set_dir_action(char *arg)
 469 {
 470   arg = xstrdup(arg);
 471
 472   char *colon = strchr(arg, ':');
 473   unsigned int flags = 0;
 474   while (colon)
 475     {
 476       char *opt = colon + 1;
 477       char *next = strchr(opt, ':');
 478       if (next)
 479         *next = 0;
 480       flags |= parse_dir_option(opt);
 481       colon = next;
 482     }
 483
 484   char *eq = strchr(arg, '=');
 485   if (eq)
 486     {
 487       *eq++ = 0;
 488       return add_dir_rule(arg, (*eq ? eq : NULL), flags);
 489     }
 490   else
 491     {
 492       char *out = xmalloc(1 + strlen(arg) + 1);
 493       sprintf(out, "/%s", arg);
 494       return add_dir_rule(arg, out, flags);
 495     }
 496 }
 497
 498 static void init_dir_rules(void)
 499 {
 500   set_dir_action("box=./box:rw");
 501   set_dir_action("bin");
 502   set_dir_action("dev");
 503   set_dir_action("lib");
 504   set_dir_action("lib64:maybe");
 505   set_dir_action("proc=proc:fs");
 506   set_dir_action("usr");
 507 }
 508
 509 static void make_dir(char *path)
 510 {
 511   char *sep = path;
 512   for (;;)
 513     {
 514       sep = strchr(sep, '/');
 515       if (sep)
 516         *sep = 0;
 517
 518       if (!dir_exists(path) && mkdir(path, 0777) < 0)
 519         die("Cannot create directory %s: %m\n", path);
 520
 521       if (!sep)
 522         return;
 523       *sep++ = '/';
 524     }
 525 }
 526
 527 static void apply_dir_rules(void)
 528 {
 529   for (struct dir_rule *r = first_dir_rule; r; r=r->next)
 530     {
 531       char *in = r->inside;
 532       char *out = r->outside;
 533       if (!out)
 534         {
 535           msg("Not binding anything on %s\n", r->inside);
 536           continue;
 537         }
 538
 539       if ((r->flags & DIR_FLAG_MAYBE) && !dir_exists(out))
 540         {
 541           msg("Not binding %s on %s (does not exist)\n", out, r->inside);
 542           continue;
 543         }
 544
 545       char root_in[1024];
 546       snprintf(root_in, sizeof(root_in), "root/%s", in);
 547       make_dir(root_in);
 548
 549       unsigned long mount_flags = 0;
 550       if (!(r->flags & DIR_FLAG_RW))
 551         mount_flags |= MS_RDONLY;
 552       if (r->flags & DIR_FLAG_NOEXEC)
 553         mount_flags |= MS_NOEXEC;
 554
 555       if (r->flags & DIR_FLAG_FS)
 556         {
 557           msg("Mounting %s on %s\n", out, in);
 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           msg("Binding %s on %s\n", out, in);
 564           if (mount(out, root_in, "none", MS_BIND | MS_NOSUID | MS_NODEV | mount_flags, "") < 0)
 565             die("Cannot bind %s on %s: %m", out, in);
 566         }
 567     }
 568 }
 569
 570 /*** Control groups ***/
 571
 572 static char cg_path[256];
 573
 574 #define CG_BUFSIZE 1024
 575
 576 static int
 577 cg_read(char *attr, char *buf)
 578 {
 579   int maybe = 0;
 580   if (attr[0] == '?')
 581     {
 582       attr++;
 583       maybe = 1;
 584     }
 585
 586   char path[256];
 587   snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s", cg_path, attr);
 588
 589   int fd = open(path, O_RDONLY);
 590   if (fd < 0)
 591     {
 592       if (maybe)
 593         return 0;
 594       die("Cannot read %s: %m", path);
 595     }
 596
 597   int n = read(fd, buf, CG_BUFSIZE);
 598   if (n < 0)
 599     die("Cannot read %s: %m", path);
 600   if (n >= CG_BUFSIZE - 1)
 601     die("Attribute %s too long", path);
 602   if (n > 0 && buf[n-1] == '\n')
 603     n--;
 604   buf[n] = 0;
 605
 606   if (verbose > 1)
 607     msg("CG: Read %s = %s\n", attr, buf);
 608
 609   close(fd);
 610   return 1;
 611 }
 612
 613 static void __attribute__((format(printf,2,3)))
 614 cg_write(char *attr, char *fmt, ...)
 615 {
 616   va_list args;
 617   va_start(args, fmt);
 618
 619   char buf[CG_BUFSIZE];
 620   int n = vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
 621   if (n >= CG_BUFSIZE)
 622     die("cg_writef: Value for attribute %s is too long", attr);
 623
 624   if (verbose > 1)
 625     msg("CG: Write %s = %s", attr, buf);
 626
 627   char path[256];
 628   snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s", cg_path, attr);
 629
 630   int fd = open(path, O_WRONLY | O_TRUNC);
 631   if (fd < 0)
 632     die("Cannot write %s: %m", path);
 633
 634   int written = write(fd, buf, n);
 635   if (written < 0)
 636     die("Cannot set %s to %s: %m", path, buf);
 637   if (written != n)
 638     die("Short write to %s (%d out of %d bytes)", path, written, n);
 639
 640   close(fd);
 641   va_end(args);
 642 }
 643
 644 static void
 645 cg_init(void)
 646 {
 647   if (!cg_enable)
 648     return;
 649
 650   if (!dir_exists(cg_root))
 651     die("Control group filesystem at %s not mounted", cg_root);
 652
 653   snprintf(cg_path, sizeof(cg_path), "%s/box-%d", cg_root, BOX_UID);
 654   msg("Using control group %s\n", cg_path);
 655 }
 656
 657 static void
 658 cg_prepare(void)
 659 {
 660   if (!cg_enable)
 661     return;
 662
 663   struct stat st;
 664   char buf[CG_BUFSIZE];
 665
 666   if (stat(cg_path, &st) >= 0 || errno != ENOENT)
 667     {
 668       msg("Control group %s already exists, trying to empty it.\n", cg_path);
 669       if (rmdir(cg_path) < 0)
 670         die("Failed to reset control group %s: %m", cg_path);
 671     }
 672
 673   if (mkdir(cg_path, 0777) < 0)
 674     die("Failed to create control group %s: %m", cg_path);
 675
 676   // If cpuset module is enabled, copy allowed cpus and memory nodes from parent group
 677   if (cg_read("?../cpuset.cpus", buf))
 678     cg_write("cpuset.cpus", "%s", buf);
 679   if (cg_read("?../cpuset.mems", buf))
 680     cg_write("cpuset.mems", "%s", buf);
 681 }
 682
 683 static void
 684 cg_enter(void)
 685 {
 686   if (!cg_enable)
 687     return;
 688
 689   msg("Entering control group %s\n", cg_path);
 690
 691   struct stat st;
 692   if (stat(cg_path, &st) < 0)
 693     die("Control group %s does not exist: %m", cg_path);
 694
 695   if (cg_memory_limit)
 696     {
 697       cg_write("memory.limit_in_bytes", "%lld\n", (long long) cg_memory_limit << 10);
 698       cg_write("memory.memsw.limit_in_bytes", "%lld\n", (long long) cg_memory_limit << 10);
 699     }
 700
 701   if (cg_timing)
 702     cg_write("cpuacct.usage", "0\n");
 703
 704   cg_write("tasks", "%d\n", (int) getpid());
 705 }
 706
 707 static int
 708 cg_get_run_time_ms(void)
 709 {
 710   if (!cg_enable)
 711     return 0;
 712
 713   char buf[CG_BUFSIZE];
 714   cg_read("cpuacct.usage", buf);
 715   unsigned long long ns = atoll(buf);
 716   return ns / 1000000;
 717 }
 718
 719 static void
 720 cg_stats(void)
 721 {
 722   if (!cg_enable)
 723     return;
 724
 725   char buf[CG_BUFSIZE];
 726
 727   // Memory usage statistics
 728   unsigned long long mem=0, memsw=0;
 729   if (cg_read("?memory.max_usage_in_bytes", buf))
 730     mem = atoll(buf);
 731   if (cg_read("?memory.memsw.max_usage_in_bytes", buf))
 732     {
 733       memsw = atoll(buf);
 734       if (memsw > mem)
 735         mem = memsw;
 736     }
 737   if (mem)
 738     meta_printf("cg-mem:%lld\n", mem >> 10);
 739 }
 740
 741 static void
 742 cg_remove(void)
 743 {
 744   char buf[CG_BUFSIZE];
 745
 746   if (!cg_enable)
 747     return;
 748
 749   cg_read("tasks", buf);
 750   if (buf[0])
 751     die("Some tasks left in control group %s, failed to remove it", cg_path);
 752
 753   if (rmdir(cg_path) < 0)
 754     die("Cannot remove control group %s: %m", cg_path);
 755 }
 756
 757 /*** The keeper process ***/
 758
 759 static void
 760 signal_alarm(int unused UNUSED)
 761 {
 762   /* Time limit checks are synchronous, so we only schedule them there. */
 763   timer_tick = 1;
 764   alarm(1);
 765 }
 766
 767 static void
 768 signal_int(int unused UNUSED)
 769 {
 770   /* Interrupts are fatal, so no synchronization requirements. */
 771   meta_printf("exitsig:%d\n", SIGINT);
 772   err("SG: Interrupted");
 773 }
 774
 775 #define PROC_BUF_SIZE 4096
 776 static void
 777 read_proc_file(char *buf, char *name, int *fdp)
 778 {
 779   int c;
 780
 781   if (!*fdp)
 782     {
 783       sprintf(buf, "/proc/%d/%s", (int) box_pid, name);
 784       *fdp = open(buf, O_RDONLY);
 785       if (*fdp < 0)
 786         die("open(%s): %m", buf);
 787     }
 788   lseek(*fdp, 0, SEEK_SET);
 789   if ((c = read(*fdp, buf, PROC_BUF_SIZE-1)) < 0)
 790     die("read on /proc/$pid/%s: %m", name);
 791   if (c >= PROC_BUF_SIZE-1)
 792     die("/proc/$pid/%s too long", name);
 793   buf[c] = 0;
 794 }
 795
 796 static int
 797 get_wall_time_ms(void)
 798 {
 799   struct timeval now, wall;
 800   gettimeofday(&now, NULL);
 801   timersub(&now, &start_time, &wall);
 802   return wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
 803 }
 804
 805 static int
 806 get_run_time_ms(struct rusage *rus)
 807 {
 808   if (cg_timing)
 809     return cg_get_run_time_ms();
 810
 811   if (rus)
 812     {
 813       struct timeval total;
 814       timeradd(&rus->ru_utime, &rus->ru_stime, &total);
 815       return total.tv_sec*1000 + total.tv_usec/1000;
 816     }
 817
 818   char buf[PROC_BUF_SIZE], *x;
 819   int utime, stime;
 820   static int proc_stat_fd;
 821
 822   read_proc_file(buf, "stat", &proc_stat_fd);
 823   x = buf;
 824   while (*x && *x != ' ')
 825     x++;
 826   while (*x == ' ')
 827     x++;
 828   if (*x++ != '(')
 829     die("proc stat syntax error 1");
 830   while (*x && (*x != ')' || x[1] != ' '))
 831     x++;
 832   while (*x == ')' || *x == ' ')
 833     x++;
 834   if (sscanf(x, "%*c %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %d %d", &utime, &stime) != 2)
 835     die("proc stat syntax error 2");
 836
 837   return (utime + stime) * 1000 / ticks_per_sec;
 838 }
 839
 840 static void
 841 check_timeout(void)
 842 {
 843   if (wall_timeout)
 844     {
 845       int wall_ms = get_wall_time_ms();
 846       if (wall_ms > wall_timeout)
 847         err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 848       if (verbose > 1)
 849         fprintf(stderr, "[wall time check: %d msec]\n", wall_ms);
 850     }
 851   if (timeout)
 852     {
 853       int ms = get_run_time_ms(NULL);
 854       if (verbose > 1)
 855         fprintf(stderr, "[time check: %d msec]\n", ms);
 856       if (ms > timeout && ms > extra_timeout)
 857         err("TO: Time limit exceeded");
 858     }
 859 }
 860
 861 static void
 862 box_keeper(void)
 863 {
 864   read_errors_from_fd = error_pipes[0];
 865   close(error_pipes[1]);
 866
 867   struct sigaction sa;
 868   bzero(&sa, sizeof(sa));
 869   sa.sa_handler = signal_int;
 870   sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 871
 872   gettimeofday(&start_time, NULL);
 873   ticks_per_sec = sysconf(_SC_CLK_TCK);
 874   if (ticks_per_sec <= 0)
 875     die("Invalid ticks_per_sec!");
 876
 877   if (timeout || wall_timeout)
 878     {
 879       sa.sa_handler = signal_alarm;
 880       sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
 881       alarm(1);
 882     }
 883
 884   for(;;)
 885     {
 886       struct rusage rus;
 887       int stat;
 888       pid_t p;
 889       if (timer_tick)
 890         {
 891           check_timeout();
 892           timer_tick = 0;
 893         }
 894       p = wait4(box_pid, &stat, 0, &rus);
 895       if (p < 0)
 896         {
 897           if (errno == EINTR)
 898             continue;
 899           die("wait4: %m");
 900         }
 901       if (p != box_pid)
 902         die("wait4: unknown pid %d exited!", p);
 903       box_pid = 0;
 904
 905       // Check error pipe if there is an internal error passed from inside the box
 906       char interr[1024];
 907       int n = read(read_errors_from_fd, interr, sizeof(interr) - 1);
 908       if (n > 0)
 909         {
 910           interr[n] = 0;
 911           die("%s", interr);
 912         }
 913
 914       if (WIFEXITED(stat))
 915         {
 916           final_stats(&rus);
 917           if (WEXITSTATUS(stat))
 918             {
 919               meta_printf("exitcode:%d\n", WEXITSTATUS(stat));
 920               err("RE: Exited with error status %d", WEXITSTATUS(stat));
 921             }
 922           if (timeout && total_ms > timeout)
 923             err("TO: Time limit exceeded");
 924           if (wall_timeout && wall_ms > wall_timeout)
 925             err("TO: Time limit exceeded (wall clock)");
 926           flush_line();
 927           fprintf(stderr, "OK (%d.%03d sec real, %d.%03d sec wall)\n",
 928               total_ms/1000, total_ms%1000,
 929               wall_ms/1000, wall_ms%1000);
 930           box_exit(0);
 931         }
 932       else if (WIFSIGNALED(stat))
 933         {
 934           meta_printf("exitsig:%d\n", WTERMSIG(stat));
 935           final_stats(&rus);
 936           err("SG: Caught fatal signal %d", WTERMSIG(stat));
 937         }
 938       else if (WIFSTOPPED(stat))
 939         {
 940           meta_printf("exitsig:%d\n", WSTOPSIG(stat));
 941           final_stats(&rus);
 942           err("SG: Stopped by signal %d", WSTOPSIG(stat));
 943         }
 944       else
 945         die("wait4: unknown status %x, giving up!", stat);
 946     }
 947 }
 948
 949 /*** The process running inside the box ***/
 950
 951 static void
 952 setup_root(void)
 953 {
 954   if (mkdir("root", 0750) < 0 && errno != EEXIST)
 955     die("mkdir('root'): %m");
 956
 957   if (mount("none", "root", "tmpfs", 0, "mode=755") < 0)
 958     die("Cannot mount root ramdisk: %m");
 959
 960   apply_dir_rules();
 961
 962   if (chroot("root") < 0)
 963     die("Chroot failed: %m");
 964
 965   if (chdir("root/box") < 0)
 966     die("Cannot change current directory: %m");
 967 }
 968
 969 static void
 970 setup_credentials(void)
 971 {
 972   if (setresgid(BOX_GID, BOX_GID, BOX_GID) < 0)
 973     die("setresgid: %m");
 974   if (setgroups(0, NULL) < 0)
 975     die("setgroups: %m");
 976   if (setresuid(BOX_UID, BOX_UID, BOX_UID) < 0)
 977     die("setresuid: %m");
 978   setpgrp();
 979 }
 980
 981 static void
 982 setup_fds(void)
 983 {
 984   if (redir_stdin)
 985     {
 986       close(0);
 987       if (open(redir_stdin, O_RDONLY) != 0)
 988         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdin);
 989     }
 990   if (redir_stdout)
 991     {
 992       close(1);
 993       if (open(redir_stdout, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 1)
 994         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdout);
 995     }
 996   if (redir_stderr)
 997     {
 998       close(2);
 999       if (open(redir_stderr, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 2)
1000         die("open(\"%s\"): %m", redir_stderr);
1001     }
1002   else
1003     dup2(1, 2);
1004 }
1005
1006 static void
1007 setup_rlim(const char *res_name, int res, rlim_t limit)
1008 {
1009   struct rlimit rl = { .rlim_cur = limit, .rlim_max = limit };
1010   if (setrlimit(res, &rl) < 0)
1011     die("setrlimit(%s, %jd)", res_name, (intmax_t) limit);
1012 }
1013
1014 static void
1015 setup_rlimits(void)
1016 {
1017 #define RLIM(res, val) setup_rlim("RLIMIT_" #res, RLIMIT_##res, val)
1018
1019   if (memory_limit)
1020     RLIM(AS, memory_limit * 1024);
1021
1022   RLIM(STACK, (stack_limit ? (rlim_t)stack_limit * 1024 : RLIM_INFINITY));
1023   RLIM(NOFILE, 64);
1024   RLIM(MEMLOCK, 0);
1025
1026   if (max_processes)
1027     RLIM(NPROC, max_processes);
1028
1029 #undef RLIM
1030 }
1031
1032 static int
1033 box_inside(void *arg)
1034 {
1035   char **args = arg;
1036   write_errors_to_fd = error_pipes[1];
1037   close(error_pipes[0]);
1038
1039   cg_enter();
1040   setup_root();
1041   setup_credentials();
1042   setup_fds();
1043   setup_rlimits();
1044   char **env = setup_environment();
1045
1046   execve(args[0], args, env);
1047   die("execve(\"%s\"): %m", args[0]);
1048 }
1049
1050 /*** Commands ***/
1051
1052 static void
1053 init(void)
1054 {
1055   msg("Preparing sandbox directory\n");
1056   xsystem("rm -rf box");
1057   if (mkdir("box", 0700) < 0)
1058     die("Cannot create box: %m");
1059   if (chown("box", orig_uid, orig_gid) < 0)
1060     die("Cannot chown box: %m");
1061
1062   cg_prepare();
1063 }
1064
1065 static void
1066 cleanup(void)
1067 {
1068   if (!dir_exists("box"))
1069     die("Box directory not found, there isn't anything to clean up");
1070
1071   msg("Deleting sandbox directory\n");
1072   xsystem("rm -rf box");
1073   cg_remove();
1074 }
1075
1076 static void
1077 run(char **argv)
1078 {
1079   if (!dir_exists("box"))
1080     die("Box directory not found, did you run `isolate --init'?");
1081
1082   char cmd[256];
1083   snprintf(cmd, sizeof(cmd), "chown -R %d.%d box", BOX_UID, BOX_GID);
1084   xsystem(cmd);
1085   snprintf(cleanup_cmd, sizeof(cleanup_cmd), "chown -R %d.%d box", orig_uid, orig_gid);
1086
1087   if (pipe(error_pipes) < 0)
1088     die("pipe: %m");
1089   for (int i=0; i<2; i++)
1090     if (fcntl(error_pipes[i], F_SETFD, fcntl(error_pipes[i], F_GETFD) | FD_CLOEXEC) < 0 ||
1091         fcntl(error_pipes[i], F_SETFL, fcntl(error_pipes[i], F_GETFL) | O_NONBLOCK) < 0)
1092       die("fcntl on pipe: %m");
1093
1094   box_pid = clone(
1095     box_inside,                 // Function to execute as the body of the new process
1096     argv,                       // Pass our stack
1097     SIGCHLD | CLONE_NEWIPC | CLONE_NEWNET | CLONE_NEWNS | CLONE_NEWPID,
1098     argv);                      // Pass the arguments
1099   if (box_pid < 0)
1100     die("clone: %m");
1101   if (!box_pid)
1102     die("clone returned 0");
1103   box_keeper();
1104 }
1105
1106 static void
1107 show_version(void)
1108 {
1109   printf("Process isolator 1.0\n");
1110   printf("(c) 2012 Martin Mares and Bernard Blackham\n");
1111   printf("\nCompile-time configuration:\n");
1112   printf("Sandbox directory: %s\n", BOX_DIR);
1113   printf("Sandbox credentials: uid=%u gid=%u\n", BOX_UID, BOX_GID);
1114 }
1115
1116 /*** Options ***/
1117
1118 static void
1119 usage(void)
1120 {
1121   fprintf(stderr, "Invalid arguments!\n");
1122   printf("\
1123 Usage: isolate [<options>] <command>\n\
1124 \n\
1125 Options:\n\
1126 -c, --cg[=<parent>]\tPut process in a control group (optionally a sub-group of <parent>)\n\
1127     --cg-mem=<size>\tLimit memory usage of the control group to <size> KB\n\
1128     --cg-timing\t\tTime limits affects total run time of the control group\n\
1129 -d, --dir=<dir>\t\tMake a directory <dir> visible inside the sandbox\n\
1130     --dir=<in>=<out>\tMake a directory <out> outside visible as <in> inside\n\
1131     --dir=<in>=\t\tDelete a previously defined directory rule (even a default one)\n\
1132     --dir=...:<opt>\tSpecify options for a rule: rw, noexec, fs, maybe\n\
1133 -E, --env=<var>\t\tInherit the environment variable <var> from the parent process\n\
1134 -E, --env=<var>=<val>\tSet the environment variable <var> to <val>; unset it if <var> is empty\n\
1135 -x, --extra-time=<time>\tSet extra timeout, before which a timing-out program is not yet killed,\n\
1136 \t\t\tso that its real execution time is reported (seconds, fractions allowed)\n\
1137 -e, --full-env\t\tInherit full environment of the parent process\n\
1138 -m, --mem=<size>\tLimit address space to <size> KB\n\
1139 -M, --meta=<file>\tOutput process information to <file> (name:value)\n\
1140 -k, --stack=<size>\tLimit stack size to <size> KB (default: 0=unlimited)\n\
1141 -r, --stderr=<file>\tRedirect stderr to <file>\n\
1142 -i, --stdin=<file>\tRedirect stdin from <file>\n\
1143 -o, --stdout=<file>\tRedirect stdout to <file>\n\
1144 -p, --processes[=<max>]\tEnable multiple processes (at most <max> of them); needs --cg\n\
1145 -t, --time=<time>\tSet run time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1146 -v, --verbose\t\tBe verbose (use multiple times for even more verbosity)\n\
1147 -w, --wall-time=<time>\tSet wall clock time limit (seconds, fractions allowed)\n\
1148 \n\
1149 Commands:\n\
1150     --init\t\tInitialize sandbox (and its control group when --cg is used)\n\
1151     --run -- <cmd> ...\tRun given command within sandbox\n\
1152     --cleanup\t\tClean up sandbox\n\
1153     --version\t\tDisplay program version and configuration\n\
1154 ");
1155   exit(2);
1156 }
1157
1158 enum opt_code {
1159   OPT_INIT = 256,
1160   OPT_RUN,
1161   OPT_CLEANUP,
1162   OPT_VERSION,
1163   OPT_CG_MEM,
1164   OPT_CG_TIMING,
1165 };
1166
1167 static const char short_opts[] = "c::d:eE:i:k:m:M:o:p::r:t:vw:x:";
1168
1169 static const struct option long_opts[] = {
1170   { "cg",               2, NULL, 'c' },
1171   { "cg-mem",           1, NULL, OPT_CG_MEM },
1172   { "cg-timing",        0, NULL, OPT_CG_TIMING },
1173   { "cleanup",          0, NULL, OPT_CLEANUP },
1174   { "dir",              1, NULL, 'd' },
1175   { "env",              1, NULL, 'E' },
1176   { "extra-time",       1, NULL, 'x' },
1177   { "full-env",         0, NULL, 'e' },
1178   { "init",             0, NULL, OPT_INIT },
1179   { "mem",              1, NULL, 'm' },
1180   { "meta",             1, NULL, 'M' },
1181   { "processes",        2, NULL, 'p' },
1182   { "run",              0, NULL, OPT_RUN },
1183   { "stack",            1, NULL, 'k' },
1184   { "stderr",           1, NULL, 'r' },
1185   { "stdin",            1, NULL, 'i' },
1186   { "stdout",           1, NULL, 'o' },
1187   { "time",             1, NULL, 't' },
1188   { "verbose",          0, NULL, 'v' },
1189   { "version",          0, NULL, OPT_VERSION },
1190   { "wall-time",        1, NULL, 'w' },
1191   { NULL,               0, NULL, 0 }
1192 };
1193
1194 int
1195 main(int argc, char **argv)
1196 {
1197   int c;
1198   enum opt_code mode = 0;
1199
1200   init_dir_rules();
1201
1202   while ((c = getopt_long(argc, argv, short_opts, long_opts, NULL)) >= 0)
1203     switch (c)
1204       {
1205       case 'c':
1206         if (optarg)
1207           cg_root = optarg;
1208         cg_enable = 1;
1209         break;
1210       case 'd':
1211         if (!set_dir_action(optarg))
1212           usage();
1213         break;
1214       case 'e':
1215         pass_environ = 1;
1216         break;
1217       case 'E':
1218         if (!set_env_action(optarg))
1219           usage();
1220         break;
1221       case 'k':
1222         stack_limit = atoi(optarg);
1223         break;
1224       case 'i':
1225         redir_stdin = optarg;
1226         break;
1227       case 'm':
1228         memory_limit = atoi(optarg);
1229         break;
1230       case 'M':
1231         meta_open(optarg);
1232         break;
1233       case 'o':
1234         redir_stdout = optarg;
1235         break;
1236       case 'p':
1237         if (optarg)
1238           max_processes = atoi(optarg);
1239         else
1240           max_processes = 0;
1241         break;
1242       case 'r':
1243         redir_stderr = optarg;
1244         break;
1245       case 't':
1246         timeout = 1000*atof(optarg);
1247         break;
1248       case 'v':
1249         verbose++;
1250         break;
1251       case 'w':
1252         wall_timeout = 1000*atof(optarg);
1253         break;
1254       case 'x':
1255         extra_timeout = 1000*atof(optarg);
1256         break;
1257       case OPT_INIT:
1258       case OPT_RUN:
1259       case OPT_CLEANUP:
1260       case OPT_VERSION:
1261         mode = c;
1262         break;
1263       case OPT_CG_MEM:
1264         cg_memory_limit = atoi(optarg);
1265         break;
1266       case OPT_CG_TIMING:
1267         cg_timing = 1;
1268         break;
1269       default:
1270         usage();
1271       }
1272
1273   if (!mode)
1274     usage();
1275   if (mode == OPT_VERSION)
1276     {
1277       show_version();
1278       return 0;
1279     }
1280
1281   if (geteuid())
1282     die("Must be started as root");
1283   orig_uid = getuid();
1284   orig_gid = getgid();
1285
1286   umask(022);
1287   if (chdir(BOX_DIR) < 0)
1288     die("chdir(%s): %m", BOX_DIR);
1289   cg_init();
1290
1291   switch (mode)
1292     {
1293     case OPT_INIT:
1294       if (optind < argc)
1295         usage();
1296       init();
1297       break;
1298     case OPT_RUN:
1299       if (optind >= argc)
1300         usage();
1301       run(argv+optind);
1302       break;
1303     case OPT_CLEANUP:
1304       if (optind < argc)
1305         usage();
1306       cleanup();
1307       break;
1308     default:
1309       die("Internal error: mode mismatch");
1310     }
1311   exit(0);
1312 }