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