]> mj.ucw.cz Git - eval.git/blob - src/box.c
126452adbe176f9f511e38a47bef1e7f32cc1124
[eval.git] / src / box.c
1 /*
2  *      A Simple Testing Sandbox
3  *
4  *      (c) 2001--2007 Martin Mares <mj@ucw.cz>
5  */
6
7 #define _LARGEFILE64_SOURCE
8 #define _GNU_SOURCE
9
10 #include <errno.h>
11 #include <stdio.h>
12 #include <fcntl.h>
13 #include <stdlib.h>
14 #include <string.h>
15 #include <stdarg.h>
16 #include <unistd.h>
17 #include <getopt.h>
18 #include <time.h>
19 #include <sys/wait.h>
20 #include <sys/user.h>
21 #include <sys/time.h>
22 #include <sys/ptrace.h>
23 #include <sys/signal.h>
24 #include <sys/sysinfo.h>
25 #include <sys/syscall.h>
26 #include <sys/resource.h>
27
28 #define NONRET __attribute__((noreturn))
29 #define UNUSED __attribute__((unused))
30
31 static int filter_syscalls;             /* 0=off, 1=liberal, 2=totalitarian */
32 static int timeout;                     /* milliseconds */
33 static int wall_timeout;
34 static int pass_environ;
35 static int file_access;
36 static int verbose;
37 static int memory_limit;
38 static int allow_times;
39 static char *redir_stdin, *redir_stdout;
40 static char *set_cwd;
41
42 static pid_t box_pid;
43 static int is_ptraced;
44 static volatile int timer_tick;
45 static struct timeval start_time;
46 static int ticks_per_sec;
47 static int exec_seen;
48
49 #if defined(__GLIBC__) && __GLIBC__ == 2 && __GLIBC_MINOR__ > 0
50 /* glibc 2.1 or newer -> has lseek64 */
51 #define long_seek(f,o,w) lseek64(f,o,w)
52 #else
53 /* Touching clandestine places in glibc */
54 extern loff_t llseek(int fd, loff_t pos, int whence);
55 #define long_seek(f,o,w) llseek(f,o,w)
56 #endif
57
58 static void NONRET
59 box_exit(void)
60 {
61   if (box_pid > 0)
62     {
63       if (is_ptraced)
64         ptrace(PTRACE_KILL, box_pid);
65       kill(-box_pid, SIGKILL);
66       kill(box_pid, SIGKILL);
67     }
68   exit(1);
69 }
70
71 static void NONRET __attribute__((format(printf,1,2)))
72 die(char *msg, ...)
73 {
74   va_list args;
75   va_start(args, msg);
76   vfprintf(stderr, msg, args);
77   fputc('\n', stderr);
78   box_exit();
79 }
80
81 static void __attribute__((format(printf,1,2)))
82 msg(char *msg, ...)
83 {
84   va_list args;
85   va_start(args, msg);
86   if (verbose)
87     {
88       vfprintf(stderr, msg, args);
89       fflush(stderr);
90     }
91   va_end(args);
92 }
93
94 static void
95 valid_filename(unsigned long addr)
96 {
97   char namebuf[4096], *p, *end;
98   static int mem_fd;
99
100   if (!file_access)
101     die("File access forbidden");
102   if (file_access >= 9)
103     return;
104
105   if (!mem_fd)
106     {
107       sprintf(namebuf, "/proc/%d/mem", (int) box_pid);
108       mem_fd = open(namebuf, O_RDONLY);
109       if (mem_fd < 0)
110         die("open(%s): %m", namebuf);
111     }
112   p = end = namebuf;
113   do
114     {
115       if (p >= end)
116         {
117           int remains = PAGE_SIZE - (addr & (PAGE_SIZE-1));
118           int l = namebuf + sizeof(namebuf) - end;
119           if (l > remains)
120             l = remains;
121           if (!l)
122             die("Access to file with name too long");
123           if (long_seek(mem_fd, addr, SEEK_SET) < 0)
124             die("long_seek(mem): %m");
125           remains = read(mem_fd, end, l);
126           if (remains < 0)
127             die("read(mem): %m");
128           if (!remains)
129             die("Access to file with name out of memory");
130           end += l;
131           addr += l;
132         }
133     }
134   while (*p++);
135
136   msg("[%s] ", namebuf);
137   if (file_access >= 3)
138     return;
139   if (!strchr(namebuf, '/') && strcmp(namebuf, ".."))
140     return;
141   if (file_access >= 2)
142     {
143       if ((!strncmp(namebuf, "/etc/", 5) ||
144            !strncmp(namebuf, "/lib/", 5) ||
145            !strncmp(namebuf, "/usr/lib/", 9) ||
146            !strncmp(namebuf, "/opt/lib/", 9))
147           && !strstr(namebuf, ".."))
148         return;
149       if (!strcmp(namebuf, "/dev/null") ||
150           !strcmp(namebuf, "/dev/zero") ||
151           !strcmp(namebuf, "/proc/meminfo") ||
152           !strcmp(namebuf, "/proc/self/stat") ||
153           !strcmp(namebuf, "/proc/self/exe") ||                 /* Needed by FPC 2.0.x runtime */
154           !strncmp(namebuf, "/usr/share/zoneinfo/", 20))
155         return;
156     }
157   die("Forbidden access to file `%s'", namebuf);
158 }
159
160 static int
161 valid_syscall(struct user *u)
162 {
163   switch (u->regs.orig_eax)
164     {
165     case __NR_open:
166     case __NR_creat:
167     case __NR_unlink:
168     case __NR_oldstat:
169     case __NR_access:                   
170     case __NR_oldlstat:                 
171     case __NR_truncate:
172     case __NR_stat:
173     case __NR_lstat:
174     case __NR_truncate64:
175     case __NR_stat64:
176     case __NR_lstat64:
177     case __NR_readlink:
178       valid_filename(u->regs.ebx);
179       return 1;
180     case __NR_exit:
181     case __NR_read:
182     case __NR_write:
183     case __NR_close:
184     case __NR_lseek:
185     case __NR_getpid:
186     case __NR_getuid:
187     case __NR_oldfstat:
188     case __NR_dup:
189     case __NR_brk:
190     case __NR_getgid:
191     case __NR_geteuid:
192     case __NR_getegid:
193     case __NR_dup2:
194     case __NR_ftruncate:
195     case __NR_fstat:
196     case __NR_personality:
197     case __NR__llseek:
198     case __NR_readv:
199     case __NR_writev:
200     case __NR_getresuid:
201 #ifdef __NR_pread64
202     case __NR_pread64:
203     case __NR_pwrite64:
204 #else
205     case __NR_pread:
206     case __NR_pwrite:
207 #endif
208     case __NR_ftruncate64:
209     case __NR_fstat64:
210     case __NR_fcntl:
211     case __NR_fcntl64:
212     case __NR_mmap:
213     case __NR_munmap:
214     case __NR_ioctl:
215     case __NR_uname:
216     case __NR_gettid:
217     case __NR_set_thread_area:
218     case __NR_get_thread_area:
219     case __NR_exit_group:
220       return 1;
221     case __NR_time:
222     case __NR_alarm:
223     case __NR_pause:
224     case __NR_signal:
225     case __NR_fchmod:
226     case __NR_sigaction:
227     case __NR_sgetmask:
228     case __NR_ssetmask:
229     case __NR_sigsuspend:
230     case __NR_sigpending:
231     case __NR_getrlimit:
232     case __NR_getrusage:
233     case __NR_gettimeofday:
234     case __NR_select:
235     case __NR_readdir:
236     case __NR_setitimer:
237     case __NR_getitimer:
238     case __NR_sigreturn:
239     case __NR_mprotect:
240     case __NR_sigprocmask:
241     case __NR_getdents:
242     case __NR_getdents64:
243     case __NR__newselect:
244     case __NR_fdatasync:
245     case __NR_mremap:
246     case __NR_poll:
247     case __NR_getcwd:
248     case __NR_nanosleep:
249     case __NR_rt_sigreturn:
250     case __NR_rt_sigaction:
251     case __NR_rt_sigprocmask:
252     case __NR_rt_sigpending:
253     case __NR_rt_sigtimedwait:
254     case __NR_rt_sigqueueinfo:
255     case __NR_rt_sigsuspend:
256     case __NR_mmap2:
257     case __NR__sysctl:
258       return (filter_syscalls == 1);
259     case __NR_times:
260       return allow_times;
261     case __NR_kill:
262       if (u->regs.ebx == box_pid)
263         die("Committed suicide by signal %d", (int)u->regs.ecx);
264       return 0;
265     case __NR_tgkill:
266       if (u->regs.ebx == box_pid && u->regs.ecx == box_pid)
267         die("Committed suicide by signal %d", (int)u->regs.edx);
268       return 0;
269     default:
270       return 0;
271     }
272 }
273
274 static void
275 signal_alarm(int unused UNUSED)
276 {
277   /* Time limit checks are synchronous, so we only schedule them there. */
278   timer_tick = 1;
279   alarm(1);
280 }
281
282 static void
283 signal_int(int unused UNUSED)
284 {
285   /* Interrupts are fatal, so no synchronization requirements. */
286   die("Interrupted");
287 }
288
289 static void
290 check_timeout(void)
291 {
292   if (wall_timeout)
293     {
294       struct timeval now, wall;
295       int wall_ms;
296       gettimeofday(&now, NULL);
297       timersub(&now, &start_time, &wall);
298       wall_ms = wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
299       if (wall_ms > wall_timeout)
300         die("Time limit exceeded (wall clock)");
301       if (verbose > 1)
302         fprintf(stderr, "[wall time check: %d msec]\n", wall_ms);
303     }
304   if (timeout)
305     {
306       char buf[4096], *x;
307       int c, utime, stime, ms;
308       static int proc_status_fd;
309       if (!proc_status_fd)
310         {
311           sprintf(buf, "/proc/%d/stat", (int) box_pid);
312           proc_status_fd = open(buf, O_RDONLY);
313           if (proc_status_fd < 0)
314             die("open(%s): %m", buf);
315         }
316       lseek(proc_status_fd, 0, SEEK_SET);
317       if ((c = read(proc_status_fd, buf, sizeof(buf)-1)) < 0)
318         die("read on /proc/$pid/stat: %m");
319       if (c >= (int) sizeof(buf) - 1)
320         die("/proc/$pid/stat too long");
321       buf[c] = 0;
322       x = buf;
323       while (*x && *x != ' ')
324         x++;
325       while (*x == ' ')
326         x++;
327       if (*x++ != '(')
328         die("proc syntax error 1");
329       while (*x && (*x != ')' || x[1] != ' '))
330         x++;
331       while (*x == ')' || *x == ' ')
332         x++;
333       if (sscanf(x, "%*c %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %d %d", &utime, &stime) != 2)
334         die("proc syntax error 2");
335       ms = (utime + stime) * 1000 / ticks_per_sec;
336       if (verbose > 1)
337         fprintf(stderr, "[time check: %d msec]\n", ms);
338       if (ms > timeout)
339         die("Time limit exceeded");
340     }
341 }
342
343 static void
344 boxkeeper(void)
345 {
346   int syscall_count = 0;
347   struct sigaction sa;
348
349   is_ptraced = 1;
350   bzero(&sa, sizeof(sa));
351   sa.sa_handler = signal_int;
352   sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
353   gettimeofday(&start_time, NULL);
354   ticks_per_sec = sysconf(_SC_CLK_TCK);
355   if (ticks_per_sec <= 0)
356     die("Invalid ticks_per_sec!");
357   if (timeout || wall_timeout)
358     {
359       sa.sa_handler = signal_alarm;
360       sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
361       alarm(1);
362     }
363   for(;;)
364     {
365       struct rusage rus;
366       int stat;
367       pid_t p;
368       if (timer_tick)
369         {
370           check_timeout();
371           timer_tick = 0;
372         }
373       p = wait4(box_pid, &stat, WUNTRACED, &rus);
374       if (p < 0)
375         {
376           if (errno == EINTR)
377             continue;
378           die("wait4: %m");
379         }
380       if (p != box_pid)
381         die("wait4: unknown pid %d exited!", p);
382       if (WIFEXITED(stat))
383         {
384           struct timeval total, now, wall;
385           int total_ms, wall_ms;
386           box_pid = 0;
387           if (WEXITSTATUS(stat))
388             die("Exited with error status %d", WEXITSTATUS(stat));
389           timeradd(&rus.ru_utime, &rus.ru_stime, &total);
390           total_ms = total.tv_sec*1000 + total.tv_usec/1000;
391           gettimeofday(&now, NULL);
392           timersub(&now, &start_time, &wall);
393           wall_ms = wall.tv_sec*1000 + wall.tv_usec/1000;
394           if (timeout && total_ms > timeout)
395             die("Time limit exceeded");
396           if (wall_timeout && wall_ms > wall_timeout)
397             die("Time limit exceeded (wall clock)");
398           fprintf(stderr, "OK (%d.%03d sec real, %d.%03d sec wall, %d syscalls)\n",
399               (int) total.tv_sec, (int) total.tv_usec/1000,
400               (int) wall.tv_sec, (int) wall.tv_usec/1000,
401               syscall_count);
402           exit(0);
403         }
404       if (WIFSIGNALED(stat))
405         {
406           box_pid = 0;
407           die("Caught fatal signal %d%s", WTERMSIG(stat), (syscall_count ? "" : " during startup"));
408         }
409       if (WIFSTOPPED(stat))
410         {
411           int sig = WSTOPSIG(stat);
412           if (sig == SIGTRAP)
413             {
414               struct user u;
415               static int stop_count = -1;
416               if (ptrace(PTRACE_GETREGS, box_pid, NULL, &u) < 0)
417                 die("ptrace(PTRACE_GETREGS): %m");
418               stop_count++;
419               if (!stop_count)                  /* Traceme request */
420                 msg(">> Traceme request caught\n");
421               else if (stop_count & 1)          /* Syscall entry */
422                 {
423                   msg(">> Syscall %3ld (%08lx,%08lx,%08lx) ", u.regs.orig_eax, u.regs.ebx, u.regs.ecx, u.regs.edx);
424                   if (!exec_seen)
425                     {
426                       msg("[master] ");
427                       if (u.regs.orig_eax == __NR_execve)
428                         exec_seen = 1;
429                     }
430                   else if (valid_syscall(&u))
431                     syscall_count++;
432                   else
433                     {
434                       /*
435                        * Unfortunately, PTRACE_KILL kills _after_ the syscall completes,
436                        * so we have to change it to something harmless (e.g., an undefined
437                        * syscall) and make the program continue.
438                        */
439                       unsigned int sys = u.regs.orig_eax;
440                       u.regs.orig_eax = 0xffffffff;
441                       if (ptrace(PTRACE_SETREGS, box_pid, NULL, &u) < 0)
442                         die("ptrace(PTRACE_SETREGS): %m");
443                       die("Forbidden syscall %d", sys);
444                     }
445                 }
446               else                                      /* Syscall return */
447                 msg("= %ld\n", u.regs.eax);
448               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, 0);
449             }
450           else if (sig != SIGSTOP && sig != SIGXCPU && sig != SIGXFSZ)
451             {
452               msg(">> Signal %d\n", sig);
453               ptrace(PTRACE_SYSCALL, box_pid, 0, sig);
454             }
455           else
456             die("Received signal %d", sig);
457         }
458       else
459         die("wait4: unknown status %x, giving up!", stat);
460     }
461 }
462
463 static void
464 box_inside(int argc, char **argv)
465 {
466   struct rlimit rl;
467   char *args[argc+1];
468   char *env[] = { "LIBC_FATAL_STDERR_=1", NULL };
469
470   memcpy(args, argv, argc * sizeof(char *));
471   args[argc] = NULL;
472   if (set_cwd && chdir(set_cwd))
473     die("chdir: %m");
474   if (redir_stdin)
475     {
476       close(0);
477       if (open(redir_stdin, O_RDONLY) != 0)
478         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdin);
479     }
480   if (redir_stdout)
481     {
482       close(1);
483       if (open(redir_stdout, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666) != 1)
484         die("open(\"%s\"): %m", redir_stdout);
485     }
486   dup2(1, 2);
487   setpgrp();
488   if (memory_limit)
489     {
490       rl.rlim_cur = rl.rlim_max = memory_limit * 1024;
491       if (setrlimit(RLIMIT_AS, &rl) < 0)
492         die("setrlimit: %m");
493     }
494   rl.rlim_cur = rl.rlim_max = 64;
495   if (setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) < 0)
496     die("setrlimit: %m");
497   if (filter_syscalls)
498     {
499       if (ptrace(PTRACE_TRACEME) < 0)
500         die("ptrace(PTRACE_TRACEME): %m");
501       /* Trick: Make sure that we are stopped until the boxkeeper wakes up. */
502       signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
503       raise(SIGCHLD);
504     }
505   execve(args[0], args, (pass_environ ? environ : env));
506   die("execve(\"%s\"): %m", args[0]);
507 }
508
509 static void
510 usage(void)
511 {
512   fprintf(stderr, "Invalid arguments!\n");
513   printf("\
514 Usage: box [<options>] -- <command> <arguments>\n\
515 \n\
516 Options:\n\
517 -a <level>\tSet file access level (0=none, 1=cwd, 2=/etc,/lib,..., 3=whole fs, 9=no checks; needs -f)\n\
518 -c <dir>\tChange directory to <dir> first\n\
519 -e\t\tPass full environment of parent process\n\
520 -f\t\tFilter system calls (-ff=very restricted)\n\
521 -i <file>\tRedirect stdin from <file>\n\
522 -m <size>\tLimit address space to <size> KB\n\
523 -o <file>\tRedirect stdout to <file>\n\
524 -t <time>\tSet run time limit (seconds, fractions allowed)\n\
525 -T\t\tAllow syscalls for measuring run time\n\
526 -v\t\tBe verbose\n\
527 -w <time>\tSet wall clock time limit (seconds, fractions allowed)\n\
528 ");
529   exit(1);
530 }
531
532 int
533 main(int argc, char **argv)
534 {
535   int c;
536   uid_t uid;
537
538   while ((c = getopt(argc, argv, "a:c:efi:m:o:t:Tvw:")) >= 0)
539     switch (c)
540       {
541       case 'a':
542         file_access = atol(optarg);
543         break;
544       case 'c':
545         set_cwd = optarg;
546         break;
547       case 'e':
548         pass_environ = 1;
549         break;
550       case 'f':
551         filter_syscalls++;
552         break;
553       case 'i':
554         redir_stdin = optarg;
555         break;
556       case 'm':
557         memory_limit = atol(optarg);
558         break;
559       case 'o':
560         redir_stdout = optarg;
561         break;
562       case 't':
563         timeout = 1000*atof(optarg);
564         break;
565       case 'T':
566         allow_times++;
567         break;
568       case 'v':
569         verbose++;
570         break;
571       case 'w':
572         wall_timeout = 1000*atof(optarg);
573         break;
574       default:
575         usage();
576       }
577   if (optind >= argc)
578     usage();
579
580   uid = geteuid();
581   if (setreuid(uid, uid) < 0)
582     die("setreuid: %m");
583   box_pid = fork();
584   if (box_pid < 0)
585     die("fork: %m");
586   if (!box_pid)
587     box_inside(argc-optind, argv+optind);
588   else
589     boxkeeper();
590   die("Internal error: fell over edge of the world");
591 }