lustre/llite/crypto.c

   1 /*
   2  * GPL HEADER START
   3  *
   4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
   8  * as published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
  14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * version 2 along with this program; If not, see
  18  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html
  19  *
  20  * GPL HEADER END
  21  */
  22 /*
  23  * Copyright (c) 2019, 2020, Whamcloud.
  24  */
  25 /*
  26  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  27  */
  28
  29 #include "llite_internal.h"
  30
  31 #ifdef HAVE_LUSTRE_CRYPTO
  32 #include <libcfs/libcfs_crypto.h>
  33
  34 static int ll_get_context(struct inode *inode, void *ctx, size_t len)
  35 {
  36         int rc;
  37
  38         /* Get enc context xattr directly instead of going through the VFS,
  39          * as there is no xattr handler for "encryption.".
  40          */
  41         rc = ll_xattr_list(inode, xattr_for_enc(inode),
  42                            XATTR_ENCRYPTION_T, ctx, len, OBD_MD_FLXATTR);
  43
  44         /* used as encryption unit size */
  45         if (S_ISREG(inode->i_mode))
  46                 inode->i_blkbits = LUSTRE_ENCRYPTION_BLOCKBITS;
  47         return rc;
  48 }
  49
  50 int ll_set_encflags(struct inode *inode, void *encctx, __u32 encctxlen,
  51                     bool preload)
  52 {
  53         unsigned int ext_flags;
  54         int rc = 0;
  55
  56         /* used as encryption unit size */
  57         if (S_ISREG(inode->i_mode))
  58                 inode->i_blkbits = LUSTRE_ENCRYPTION_BLOCKBITS;
  59         ext_flags = ll_inode_to_ext_flags(inode->i_flags) | LUSTRE_ENCRYPT_FL;
  60         ll_update_inode_flags(inode, ext_flags);
  61
  62         if (encctx && encctxlen)
  63                 rc = ll_xattr_cache_insert(inode,
  64                                            xattr_for_enc(inode),
  65                                            encctx, encctxlen);
  66         if (rc)
  67                 return rc;
  68
  69         return preload ? llcrypt_get_encryption_info(inode) : 0;
  70 }
  71
  72 /* ll_set_context has 2 distinct behaviors, depending on the value of inode
  73  * parameter:
  74  * - inode is NULL:
  75  *   passed fs_data is a struct md_op_data *. We need to store enc ctx in
  76  *   op_data, so that it will be sent along to the server with the request that
  77  *   the caller is preparing, thus saving a setxattr request.
  78  * - inode is not NULL:
  79  *   normal case, letting proceed with setxattr operation.
  80  *   This use case should only be used when explicitly setting a new encryption
  81  *   policy on an existing, empty directory.
  82  */
  83 static int ll_set_context(struct inode *inode, const void *ctx, size_t len,
  84                           void *fs_data)
  85 {
  86         struct ptlrpc_request *req = NULL;
  87         struct ll_sb_info *sbi;
  88         int rc;
  89
  90         if (inode == NULL) {
  91                 struct md_op_data *op_data = (struct md_op_data *)fs_data;
  92
  93                 if (!op_data)
  94                         return -EINVAL;
  95
  96                 OBD_ALLOC(op_data->op_file_encctx, len);
  97                 if (op_data->op_file_encctx == NULL)
  98                         return -ENOMEM;
  99                 op_data->op_file_encctx_size = len;
 100                 memcpy(op_data->op_file_encctx, ctx, len);
 101                 return 0;
 102         }
 103
 104         /* Encrypting the root directory is not allowed */
 105         if (is_root_inode(inode))
 106                 return -EPERM;
 107
 108         sbi = ll_i2sbi(inode);
 109         /* Send setxattr request to lower layers directly instead of going
 110          * through the VFS, as there is no xattr handler for "encryption.".
 111          */
 112         rc = md_setxattr(sbi->ll_md_exp, ll_inode2fid(inode),
 113                          OBD_MD_FLXATTR, xattr_for_enc(inode),
 114                          ctx, len, XATTR_CREATE, ll_i2suppgid(inode), &req);
 115         if (rc)
 116                 return rc;
 117         ptlrpc_req_finished(req);
 118
 119         return ll_set_encflags(inode, (void *)ctx, len, false);
 120 }
 121
 122 /**
 123  * ll_file_open_encrypt() - overlay to llcrypt_file_open
 124  * @inode: the inode being opened
 125  * @filp: the struct file being set up
 126  *
 127  * This overlay function is necessary to handle encrypted file open without
 128  * the key. We allow this access pattern to applications that know what they
 129  * are doing, by using the specific flag O_FILE_ENC.
 130  * This flag is only compatible with O_DIRECT IOs, to make sure ciphertext
 131  * data is wiped from page cache once IOs are finished.
 132  */
 133 int ll_file_open_encrypt(struct inode *inode, struct file *filp)
 134 {
 135         int rc;
 136
 137         rc = llcrypt_file_open(inode, filp);
 138         if (likely(rc != -ENOKEY))
 139                 return rc;
 140
 141         if (rc == -ENOKEY &&
 142             (filp->f_flags & O_FILE_ENC) == O_FILE_ENC &&
 143             filp->f_flags & O_DIRECT)
 144                 /* allow file open with O_FILE_ENC flag when we have O_DIRECT */
 145                 rc = 0;
 146
 147         return rc;
 148 }
 149
 150 void llcrypt_free_ctx(void *encctx, __u32 size)
 151 {
 152         if (encctx)
 153                 OBD_FREE(encctx, size);
 154 }
 155
 156 #ifdef HAVE_FSCRYPT_DUMMY_CONTEXT_ENABLED
 157 bool ll_sb_has_test_dummy_encryption(struct super_block *sb)
 158 {
 159         struct ll_sb_info *sbi = s2lsi(sb)->lsi_llsbi;
 160
 161         return sbi ?
 162                unlikely(test_bit(LL_SBI_TEST_DUMMY_ENCRYPTION, sbi->ll_flags)) :
 163                false;
 164 }
 165
 166 static bool ll_dummy_context(struct inode *inode)
 167 {
 168         return ll_sb_has_test_dummy_encryption(inode->i_sb);
 169 }
 170 #else
 171 static const union llcrypt_context *
 172 ll_get_dummy_context(struct super_block *sb)
 173 {
 174         struct lustre_sb_info *lsi = s2lsi(sb);
 175
 176         return lsi ? lsi->lsi_dummy_enc_ctx.ctx : NULL;
 177 }
 178
 179 bool ll_sb_has_test_dummy_encryption(struct super_block *sb)
 180 {
 181         return ll_get_dummy_context(sb) != NULL;
 182 }
 183 #endif
 184
 185 bool ll_sbi_has_encrypt(struct ll_sb_info *sbi)
 186 {
 187         return test_bit(LL_SBI_ENCRYPT, sbi->ll_flags);
 188 }
 189
 190 void ll_sbi_set_encrypt(struct ll_sb_info *sbi, bool set)
 191 {
 192         if (set) {
 193                 set_bit(LL_SBI_ENCRYPT, sbi->ll_flags);
 194         } else {
 195                 clear_bit(LL_SBI_ENCRYPT, sbi->ll_flags);
 196                 clear_bit(LL_SBI_TEST_DUMMY_ENCRYPTION, sbi->ll_flags);
 197         }
 198 }
 199
 200 bool ll_sbi_has_name_encrypt(struct ll_sb_info *sbi)
 201 {
 202         return test_bit(LL_SBI_ENCRYPT_NAME, sbi->ll_flags);
 203 }
 204
 205 void ll_sbi_set_name_encrypt(struct ll_sb_info *sbi, bool set)
 206 {
 207         if (set)
 208                 set_bit(LL_SBI_ENCRYPT_NAME, sbi->ll_flags);
 209         else
 210                 clear_bit(LL_SBI_ENCRYPT_NAME, sbi->ll_flags);
 211 }
 212
 213 static bool ll_empty_dir(struct inode *inode)
 214 {
 215         /* used by llcrypt_ioctl_set_policy(), because a policy can only be set
 216          * on an empty dir.
 217          */
 218         /* Here we choose to return true, meaning we always call .set_context.
 219          * Then we rely on server side, with mdd_fix_attr() that calls
 220          * mdd_dir_is_empty() when setting encryption flag on directory.
 221          */
 222         return true;
 223 }
 224
 225 /**
 226  * ll_setup_filename() - overlay to llcrypt_setup_filename
 227  * @dir: the directory that will be searched
 228  * @iname: the user-provided filename being searched for
 229  * @lookup: 1 if we're allowed to proceed without the key because it's
 230  *      ->lookup() or we're finding the dir_entry for deletion; 0 if we cannot
 231  *      proceed without the key because we're going to create the dir_entry.
 232  * @fname: the filename information to be filled in
 233  * @fid: fid retrieved from user-provided filename
 234  *
 235  * This overlay function is necessary to properly encode @fname after
 236  * encryption, as it will be sent over the wire.
 237  * This overlay function is also necessary to handle the case of operations
 238  * carried out without the key. Normally llcrypt makes use of digested names in
 239  * that case. Having a digested name works for local file systems that can call
 240  * llcrypt_match_name(), but Lustre server side is not aware of encryption.
 241  * So for keyless @lookup operations on long names, for Lustre we choose to
 242  * present to users the encoded struct ll_digest_filename, instead of a digested
 243  * name. FID and name hash can then easily be extracted and put into the
 244  * requests sent to servers.
 245  */
 246 int ll_setup_filename(struct inode *dir, const struct qstr *iname,
 247                       int lookup, struct llcrypt_name *fname,
 248                       struct lu_fid *fid)
 249 {
 250         int digested = 0;
 251         struct qstr dname;
 252         int rc;
 253
 254         if (fid && IS_ENCRYPTED(dir) && !llcrypt_has_encryption_key(dir) &&
 255             iname->name[0] == '_')
 256                 digested = 1;
 257
 258         dname.name = iname->name + digested;
 259         dname.len = iname->len - digested;
 260
 261         if (fid) {
 262                 fid->f_seq = 0;
 263                 fid->f_oid = 0;
 264                 fid->f_ver = 0;
 265         }
 266         rc = llcrypt_setup_filename(dir, &dname, lookup, fname);
 267         if (rc == -ENOENT && lookup) {
 268                 if (((is_root_inode(dir) &&
 269                      iname->len == strlen(dot_fscrypt_name) &&
 270                      strncmp(iname->name, dot_fscrypt_name, iname->len) == 0) ||
 271                      (!llcrypt_has_encryption_key(dir) &&
 272                       unlikely(filename_is_volatile(iname->name,
 273                                                     iname->len, NULL))))) {
 274                         /* In case of subdir mount of an encrypted directory,
 275                          * we allow lookup of /.fscrypt directory.
 276                          */
 277                         /* For purpose of migration or mirroring without enc key
 278                          * we allow lookup of volatile file without enc context.
 279                          */
 280                         memset(fname, 0, sizeof(struct llcrypt_name));
 281                         fname->disk_name.name = (unsigned char *)iname->name;
 282                         fname->disk_name.len = iname->len;
 283                         rc = 0;
 284                 } else if (!llcrypt_has_encryption_key(dir)) {
 285                         rc = -ENOKEY;
 286                 }
 287         }
 288         if (rc)
 289                 return rc;
 290
 291         if (digested) {
 292                 /* Without the key, for long names user should have struct
 293                  * ll_digest_filename representation of the dentry instead of
 294                  * the name. So make sure it is valid, return fid and put
 295                  * excerpt of cipher text name in disk_name.
 296                  */
 297                 struct ll_digest_filename *digest;
 298
 299                 if (fname->crypto_buf.len < sizeof(struct ll_digest_filename)) {
 300                         rc = -EINVAL;
 301                         goto out_free;
 302                 }
 303                 digest = (struct ll_digest_filename *)fname->disk_name.name;
 304                 *fid = digest->ldf_fid;
 305                 if (!fid_is_sane(fid)) {
 306                         rc = -EINVAL;
 307                         goto out_free;
 308                 }
 309                 fname->disk_name.name = digest->ldf_excerpt;
 310                 fname->disk_name.len = sizeof(digest->ldf_excerpt);
 311         }
 312         if (IS_ENCRYPTED(dir) &&
 313             !name_is_dot_or_dotdot(fname->disk_name.name,
 314                                    fname->disk_name.len)) {
 315                 int presented_len = critical_chars(fname->disk_name.name,
 316                                                    fname->disk_name.len);
 317                 char *buf;
 318
 319                 buf = kmalloc(presented_len + 1, GFP_NOFS);
 320                 if (!buf) {
 321                         rc = -ENOMEM;
 322                         goto out_free;
 323                 }
 324
 325                 if (presented_len == fname->disk_name.len)
 326                         memcpy(buf, fname->disk_name.name, presented_len);
 327                 else
 328                         critical_encode(fname->disk_name.name,
 329                                         fname->disk_name.len, buf);
 330                 buf[presented_len] = '\0';
 331                 kfree(fname->crypto_buf.name);
 332                 fname->crypto_buf.name = buf;
 333                 fname->crypto_buf.len = presented_len;
 334                 fname->disk_name.name = fname->crypto_buf.name;
 335                 fname->disk_name.len = fname->crypto_buf.len;
 336         }
 337
 338         return rc;
 339
 340 out_free:
 341         llcrypt_free_filename(fname);
 342         return rc;
 343 }
 344
 345 /**
 346  * ll_fname_disk_to_usr() - overlay to llcrypt_fname_disk_to_usr
 347  * @inode: the inode to convert name
 348  * @hash: major hash for inode
 349  * @minor_hash: minor hash for inode
 350  * @iname: the user-provided filename needing conversion
 351  * @oname: the filename information to be filled in
 352  * @fid: the user-provided fid for filename
 353  *
 354  * The caller must have allocated sufficient memory for the @oname string.
 355  *
 356  * This overlay function is necessary to properly decode @iname before
 357  * decryption, as it comes from the wire.
 358  * This overlay function is also necessary to handle the case of operations
 359  * carried out without the key. Normally llcrypt makes use of digested names in
 360  * that case. Having a digested name works for local file systems that can call
 361  * llcrypt_match_name(), but Lustre server side is not aware of encryption.
 362  * So for keyless @lookup operations on long names, for Lustre we choose to
 363  * present to users the encoded struct ll_digest_filename, instead of a digested
 364  * name. FID and name hash can then easily be extracted and put into the
 365  * requests sent to servers.
 366  */
 367 int ll_fname_disk_to_usr(struct inode *inode,
 368                          u32 hash, u32 minor_hash,
 369                          struct llcrypt_str *iname, struct llcrypt_str *oname,
 370                          struct lu_fid *fid)
 371 {
 372         struct llcrypt_str lltr = LLTR_INIT(iname->name, iname->len);
 373         struct ll_digest_filename digest;
 374         int digested = 0;
 375         char *buf = NULL;
 376         int rc;
 377
 378         if (IS_ENCRYPTED(inode)) {
 379                 if (!name_is_dot_or_dotdot(lltr.name, lltr.len) &&
 380                     strnchr(lltr.name, lltr.len, '=')) {
 381                         /* Only proceed to critical decode if
 382                          * iname contains espace char '='.
 383                          */
 384                         int len = lltr.len;
 385
 386                         buf = kmalloc(len, GFP_NOFS);
 387                         if (!buf)
 388                                 return -ENOMEM;
 389
 390                         len = critical_decode(lltr.name, len, buf);
 391                         lltr.name = buf;
 392                         lltr.len = len;
 393                 }
 394                 if (lltr.len > LL_CRYPTO_BLOCK_SIZE * 2 &&
 395                     !llcrypt_has_encryption_key(inode) &&
 396                     llcrypt_policy_has_filename_enc(inode)) {
 397                         digested = 1;
 398                         /* Without the key for long names, set the dentry name
 399                          * to the representing struct ll_digest_filename. It
 400                          * will be encoded by llcrypt for display, and will
 401                          * enable further lookup requests.
 402                          */
 403                         if (!fid)
 404                                 return -EINVAL;
 405                         digest.ldf_fid = *fid;
 406                         memcpy(digest.ldf_excerpt,
 407                                LLCRYPT_EXTRACT_DIGEST(lltr.name, lltr.len),
 408                                sizeof(digest.ldf_excerpt));
 409
 410                         lltr.name = (char *)&digest;
 411                         lltr.len = sizeof(digest);
 412
 413                         oname->name[0] = '_';
 414                         oname->name = oname->name + 1;
 415                         oname->len--;
 416                 }
 417         }
 418
 419         rc = llcrypt_fname_disk_to_usr(inode, hash, minor_hash, &lltr, oname);
 420
 421         kfree(buf);
 422         oname->name = oname->name - digested;
 423         oname->len = oname->len + digested;
 424
 425         return rc;
 426 }
 427
 428 /* Copied from llcrypt_d_revalidate, as it is not exported */
 429 /*
 430  * Validate dentries in encrypted directories to make sure we aren't potentially
 431  * caching stale dentries after a key has been added.
 432  */
 433 int ll_revalidate_d_crypto(struct dentry *dentry, unsigned int flags)
 434 {
 435         struct dentry *dir;
 436         int err;
 437         int valid;
 438
 439         /*
 440          * Plaintext names are always valid, since llcrypt doesn't support
 441          * reverting to ciphertext names without evicting the directory's inode
 442          * -- which implies eviction of the dentries in the directory.
 443          */
 444         if (!llcrypt_is_nokey_name(dentry))
 445                 return 1;
 446
 447         /*
 448          * Ciphertext name; valid if the directory's key is still unavailable.
 449          *
 450          * Although llcrypt forbids rename() on ciphertext names, we still must
 451          * use dget_parent() here rather than use ->d_parent directly.  That's
 452          * because a corrupted fs image may contain directory hard links, which
 453          * the VFS handles by moving the directory's dentry tree in the dcache
 454          * each time ->lookup() finds the directory and it already has a dentry
 455          * elsewhere.  Thus ->d_parent can be changing, and we must safely grab
 456          * a reference to some ->d_parent to prevent it from being freed.
 457          */
 458
 459         if (flags & LOOKUP_RCU)
 460                 return -ECHILD;
 461
 462         dir = dget_parent(dentry);
 463         err = llcrypt_get_encryption_info(d_inode(dir));
 464         valid = !llcrypt_has_encryption_key(d_inode(dir));
 465         dput(dir);
 466
 467         if (err < 0)
 468                 return err;
 469
 470         return valid;
 471 }
 472
 473 const struct llcrypt_operations lustre_cryptops = {
 474         .key_prefix             = "lustre:",
 475         .get_context            = ll_get_context,
 476         .set_context            = ll_set_context,
 477 #ifdef HAVE_FSCRYPT_DUMMY_CONTEXT_ENABLED
 478         .dummy_context          = ll_dummy_context,
 479 #else
 480         .get_dummy_context      = ll_get_dummy_context,
 481 #endif
 482         .empty_dir              = ll_empty_dir,
 483         .max_namelen            = NAME_MAX,
 484 };
 485 #else /* !HAVE_LUSTRE_CRYPTO */
 486 int ll_set_encflags(struct inode *inode, void *encctx, __u32 encctxlen,
 487                     bool preload)
 488 {
 489         return 0;
 490 }
 491
 492 int ll_file_open_encrypt(struct inode *inode, struct file *filp)
 493 {
 494         return llcrypt_file_open(inode, filp);
 495 }
 496
 497 void llcrypt_free_ctx(void *encctx, __u32 size)
 498 {
 499 }
 500
 501 bool ll_sb_has_test_dummy_encryption(struct super_block *sb)
 502 {
 503         return false;
 504 }
 505
 506 bool ll_sbi_has_encrypt(struct ll_sb_info *sbi)
 507 {
 508         return false;
 509 }
 510
 511 void ll_sbi_set_encrypt(struct ll_sb_info *sbi, bool set)
 512 {
 513 }
 514
 515 bool ll_sbi_has_name_encrypt(struct ll_sb_info *sbi)
 516 {
 517         return false;
 518 }
 519
 520 void ll_sbi_set_name_encrypt(struct ll_sb_info *sbi, bool set)
 521 {
 522 }
 523
 524 int ll_setup_filename(struct inode *dir, const struct qstr *iname,
 525                       int lookup, struct llcrypt_name *fname,
 526                       struct lu_fid *fid)
 527 {
 528         if (fid) {
 529                 fid->f_seq = 0;
 530                 fid->f_oid = 0;
 531                 fid->f_ver = 0;
 532         }
 533
 534         return llcrypt_setup_filename(dir, iname, lookup, fname);
 535 }
 536
 537 int ll_fname_disk_to_usr(struct inode *inode,
 538                          u32 hash, u32 minor_hash,
 539                          struct llcrypt_str *iname, struct llcrypt_str *oname,
 540                          struct lu_fid *fid)
 541 {
 542         return llcrypt_fname_disk_to_usr(inode, hash, minor_hash, iname, oname);
 543 }
 544
 545 int ll_revalidate_d_crypto(struct dentry *dentry, unsigned int flags)
 546 {
 547         return 1;
 548 }
 549 #endif
 550