Whamcloud - gitweb
LU-13717 sec: make client encryption compatible with ext4
[fs/lustre-release.git] / lustre / llite / crypto.c
index 84509dd..3d7b63e 100644 (file)
 #include "llite_internal.h"
 
 #ifdef HAVE_LUSTRE_CRYPTO
+#include <libcfs/libcfs_crypto.h>
 
 static int ll_get_context(struct inode *inode, void *ctx, size_t len)
 {
-       struct dentry *dentry;
        int rc;
 
-       if (hlist_empty(&inode->i_dentry))
-               return -ENODATA;
+       /* Get enc context xattr directly instead of going through the VFS,
+        * as there is no xattr handler for "encryption.".
+        */
+       rc = ll_xattr_list(inode, LL_XATTR_NAME_ENCRYPTION_CONTEXT,
+                          XATTR_ENCRYPTION_T, ctx, len, OBD_MD_FLXATTR);
 
-       hlist_for_each_entry(dentry, &inode->i_dentry, d_alias) {
-               break;
-       }
+       /* used as encryption unit size */
+       if (S_ISREG(inode->i_mode))
+               inode->i_blkbits = LUSTRE_ENCRYPTION_BLOCKBITS;
+       return rc;
+}
 
-       rc = ll_vfs_getxattr(dentry, inode, LL_XATTR_NAME_ENCRYPTION_CONTEXT,
-                            ctx, len);
+int ll_set_encflags(struct inode *inode, void *encctx, __u32 encctxlen,
+                   bool preload)
+{
+       unsigned int ext_flags;
+       int rc = 0;
 
        /* used as encryption unit size */
        if (S_ISREG(inode->i_mode))
                inode->i_blkbits = LUSTRE_ENCRYPTION_BLOCKBITS;
-       return rc;
+       ext_flags = ll_inode_to_ext_flags(inode->i_flags) | LUSTRE_ENCRYPT_FL;
+       ll_update_inode_flags(inode, ext_flags);
+
+       if (encctx && encctxlen)
+               rc = ll_xattr_cache_insert(inode,
+                                          LL_XATTR_NAME_ENCRYPTION_CONTEXT,
+                                          encctx, encctxlen);
+       if (rc)
+               return rc;
+
+       return preload ? llcrypt_get_encryption_info(inode) : 0;
 }
 
+/* ll_set_context has 2 distinct behaviors, depending on the value of inode
+ * parameter:
+ * - inode is NULL:
+ *   passed fs_data is a struct md_op_data *. We need to store enc ctx in
+ *   op_data, so that it will be sent along to the server with the request that
+ *   the caller is preparing, thus saving a setxattr request.
+ * - inode is not NULL:
+ *   normal case, letting proceed with setxattr operation.
+ *   This use case should only be used when explicitly setting a new encryption
+ *   policy on an existing, empty directory.
+ */
 static int ll_set_context(struct inode *inode, const void *ctx, size_t len,
                          void *fs_data)
 {
-       unsigned int ext_flags;
-       struct dentry *dentry;
-       struct md_op_data *op_data;
        struct ptlrpc_request *req = NULL;
+       struct ll_sb_info *sbi;
        int rc;
 
-       if (inode == NULL)
-               return 0;
+       if (inode == NULL) {
+               struct md_op_data *op_data = (struct md_op_data *)fs_data;
 
-       ext_flags = ll_inode_to_ext_flags(inode->i_flags) | LUSTRE_ENCRYPT_FL;
-       dentry = (struct dentry *)fs_data;
+               if (!op_data)
+                       return -EINVAL;
+
+               OBD_ALLOC(op_data->op_file_encctx, len);
+               if (op_data->op_file_encctx == NULL)
+                       return -ENOMEM;
+               op_data->op_file_encctx_size = len;
+               memcpy(op_data->op_file_encctx, ctx, len);
+               return 0;
+       }
 
        /* Encrypting the root directory is not allowed */
-       if (inode->i_ino == inode->i_sb->s_root->d_inode->i_ino)
+       if (is_root_inode(inode))
                return -EPERM;
 
-       op_data = ll_prep_md_op_data(NULL, inode, NULL, NULL, 0, 0,
-                                    LUSTRE_OPC_ANY, NULL);
-       if (IS_ERR(op_data))
-               return PTR_ERR(op_data);
-
-       op_data->op_attr_flags = LUSTRE_ENCRYPT_FL;
-       op_data->op_xvalid |= OP_XVALID_FLAGS;
-       rc = md_setattr(ll_i2sbi(inode)->ll_md_exp, op_data, NULL, 0, &req);
-       ll_finish_md_op_data(op_data);
-       ptlrpc_req_finished(req);
+       sbi = ll_i2sbi(inode);
+       /* Send setxattr request to lower layers directly instead of going
+        * through the VFS, as there is no xattr handler for "encryption.".
+        */
+       rc = md_setxattr(sbi->ll_md_exp, ll_inode2fid(inode),
+                        OBD_MD_FLXATTR, LL_XATTR_NAME_ENCRYPTION_CONTEXT,
+                        ctx, len, XATTR_CREATE, ll_i2suppgid(inode), &req);
        if (rc)
                return rc;
+       ptlrpc_req_finished(req);
 
-       rc = ll_vfs_setxattr(dentry, inode, LL_XATTR_NAME_ENCRYPTION_CONTEXT,
-                            ctx, len, XATTR_CREATE);
-       if (rc)
+       return ll_set_encflags(inode, (void *)ctx, len, false);
+}
+
+/**
+ * ll_file_open_encrypt() - overlay to llcrypt_file_open
+ * @inode: the inode being opened
+ * @filp: the struct file being set up
+ *
+ * This overlay function is necessary to handle encrypted file open without
+ * the key. We allow this access pattern to applications that know what they
+ * are doing, by using the specific flag O_FILE_ENC.
+ * This flag is only compatible with O_DIRECT IOs, to make sure ciphertext
+ * data is wiped from page cache once IOs are finished.
+ */
+int ll_file_open_encrypt(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       int rc;
+
+       rc = llcrypt_file_open(inode, filp);
+       if (likely(rc != -ENOKEY))
                return rc;
 
-       /* used as encryption unit size */
-       if (S_ISREG(inode->i_mode))
-               inode->i_blkbits = LUSTRE_ENCRYPTION_BLOCKBITS;
-       ll_update_inode_flags(inode, ext_flags);
-       return 0;
+       if (rc == -ENOKEY &&
+           (filp->f_flags & O_FILE_ENC) == O_FILE_ENC &&
+           filp->f_flags & O_DIRECT)
+               /* allow file open with O_FILE_ENC flag when we have O_DIRECT */
+               rc = 0;
+
+       return rc;
+}
+
+void llcrypt_free_ctx(void *encctx, __u32 size)
+{
+       if (encctx)
+               OBD_FREE(encctx, size);
 }
 
-inline bool ll_sbi_has_test_dummy_encryption(struct ll_sb_info *sbi)
+bool ll_sbi_has_test_dummy_encryption(struct ll_sb_info *sbi)
 {
-       return unlikely(sbi->ll_flags & LL_SBI_TEST_DUMMY_ENCRYPTION);
+       return unlikely(test_bit(LL_SBI_TEST_DUMMY_ENCRYPTION, sbi->ll_flags));
 }
 
 static bool ll_dummy_context(struct inode *inode)
@@ -107,18 +165,19 @@ static bool ll_dummy_context(struct inode *inode)
        return sbi ? ll_sbi_has_test_dummy_encryption(sbi) : false;
 }
 
-inline bool ll_sbi_has_encrypt(struct ll_sb_info *sbi)
+bool ll_sbi_has_encrypt(struct ll_sb_info *sbi)
 {
-       return sbi->ll_flags & LL_SBI_ENCRYPT;
+       return test_bit(LL_SBI_ENCRYPT, sbi->ll_flags);
 }
 
-inline void ll_sbi_set_encrypt(struct ll_sb_info *sbi, bool set)
+void ll_sbi_set_encrypt(struct ll_sb_info *sbi, bool set)
 {
-       if (set)
-               sbi->ll_flags |= LL_SBI_ENCRYPT;
-       else
-               sbi->ll_flags &=
-                       ~(LL_SBI_ENCRYPT | LL_SBI_TEST_DUMMY_ENCRYPTION);
+       if (set) {
+               set_bit(LL_SBI_ENCRYPT, sbi->ll_flags);
+       } else {
+               clear_bit(LL_SBI_ENCRYPT, sbi->ll_flags);
+               clear_bit(LL_SBI_TEST_DUMMY_ENCRYPTION, sbi->ll_flags);
+       }
 }
 
 static bool ll_empty_dir(struct inode *inode)
@@ -133,6 +192,244 @@ static bool ll_empty_dir(struct inode *inode)
        return true;
 }
 
+/**
+ * ll_setup_filename() - overlay to llcrypt_setup_filename
+ * @dir: the directory that will be searched
+ * @iname: the user-provided filename being searched for
+ * @lookup: 1 if we're allowed to proceed without the key because it's
+ *     ->lookup() or we're finding the dir_entry for deletion; 0 if we cannot
+ *     proceed without the key because we're going to create the dir_entry.
+ * @fname: the filename information to be filled in
+ * @fid: fid retrieved from user-provided filename
+ *
+ * This overlay function is necessary to properly encode @fname after
+ * encryption, as it will be sent over the wire.
+ * This overlay function is also necessary to handle the case of operations
+ * carried out without the key. Normally llcrypt makes use of digested names in
+ * that case. Having a digested name works for local file systems that can call
+ * llcrypt_match_name(), but Lustre server side is not aware of encryption.
+ * So for keyless @lookup operations on long names, for Lustre we choose to
+ * present to users the encoded struct ll_digest_filename, instead of a digested
+ * name. FID and name hash can then easily be extracted and put into the
+ * requests sent to servers.
+ */
+int ll_setup_filename(struct inode *dir, const struct qstr *iname,
+                     int lookup, struct llcrypt_name *fname,
+                     struct lu_fid *fid)
+{
+       int digested = 0;
+       struct qstr dname;
+       int rc;
+
+       if (fid && IS_ENCRYPTED(dir) && !llcrypt_has_encryption_key(dir) &&
+           iname->name[0] == '_')
+               digested = 1;
+
+       dname.name = iname->name + digested;
+       dname.len = iname->len - digested;
+
+       if (fid) {
+               fid->f_seq = 0;
+               fid->f_oid = 0;
+               fid->f_ver = 0;
+       }
+       rc = llcrypt_setup_filename(dir, &dname, lookup, fname);
+       if (rc == -ENOENT && lookup &&
+           !llcrypt_has_encryption_key(dir) &&
+           unlikely(filename_is_volatile(iname->name, iname->len, NULL))) {
+               /* For purpose of migration or mirroring without enc key, we
+                * allow lookup of volatile file without enc context.
+                */
+               memset(fname, 0, sizeof(struct llcrypt_name));
+               fname->disk_name.name = (unsigned char *)iname->name;
+               fname->disk_name.len = iname->len;
+               rc = 0;
+       }
+       if (rc)
+               return rc;
+
+       if (digested) {
+               /* Without the key, for long names user should have struct
+                * ll_digest_filename representation of the dentry instead of
+                * the name. So make sure it is valid, return fid and put
+                * excerpt of cipher text name in disk_name.
+                */
+               struct ll_digest_filename *digest;
+
+               if (fname->crypto_buf.len < sizeof(struct ll_digest_filename)) {
+                       rc = -EINVAL;
+                       goto out_free;
+               }
+               digest = (struct ll_digest_filename *)fname->crypto_buf.name;
+               *fid = digest->ldf_fid;
+               if (!fid_is_sane(fid)) {
+                       rc = -EINVAL;
+                       goto out_free;
+               }
+               fname->disk_name.name = digest->ldf_excerpt;
+               fname->disk_name.len = LLCRYPT_FNAME_DIGEST_SIZE;
+       }
+       if (IS_ENCRYPTED(dir) &&
+           !name_is_dot_or_dotdot(fname->disk_name.name,
+                                  fname->disk_name.len)) {
+               int presented_len = critical_chars(fname->disk_name.name,
+                                                  fname->disk_name.len);
+               char *buf;
+
+               buf = kmalloc(presented_len + 1, GFP_NOFS);
+               if (!buf) {
+                       rc = -ENOMEM;
+                       goto out_free;
+               }
+
+               if (presented_len == fname->disk_name.len)
+                       memcpy(buf, fname->disk_name.name, presented_len);
+               else
+                       critical_encode(fname->disk_name.name,
+                                       fname->disk_name.len, buf);
+               buf[presented_len] = '\0';
+               kfree(fname->crypto_buf.name);
+               fname->crypto_buf.name = buf;
+               fname->crypto_buf.len = presented_len;
+               fname->disk_name.name = fname->crypto_buf.name;
+               fname->disk_name.len = fname->crypto_buf.len;
+       }
+
+       return rc;
+
+out_free:
+       llcrypt_free_filename(fname);
+       return rc;
+}
+
+/**
+ * ll_fname_disk_to_usr() - overlay to llcrypt_fname_disk_to_usr
+ * @inode: the inode to convert name
+ * @hash: major hash for inode
+ * @minor_hash: minor hash for inode
+ * @iname: the user-provided filename needing conversion
+ * @oname: the filename information to be filled in
+ * @fid: the user-provided fid for filename
+ *
+ * The caller must have allocated sufficient memory for the @oname string.
+ *
+ * This overlay function is necessary to properly decode @iname before
+ * decryption, as it comes from the wire.
+ * This overlay function is also necessary to handle the case of operations
+ * carried out without the key. Normally llcrypt makes use of digested names in
+ * that case. Having a digested name works for local file systems that can call
+ * llcrypt_match_name(), but Lustre server side is not aware of encryption.
+ * So for keyless @lookup operations on long names, for Lustre we choose to
+ * present to users the encoded struct ll_digest_filename, instead of a digested
+ * name. FID and name hash can then easily be extracted and put into the
+ * requests sent to servers.
+ */
+int ll_fname_disk_to_usr(struct inode *inode,
+                        u32 hash, u32 minor_hash,
+                        struct llcrypt_str *iname, struct llcrypt_str *oname,
+                        struct lu_fid *fid)
+{
+       struct llcrypt_str lltr = LLTR_INIT(iname->name, iname->len);
+       struct ll_digest_filename digest;
+       int digested = 0;
+       char *buf = NULL;
+       int rc;
+
+       if (IS_ENCRYPTED(inode)) {
+               if (!name_is_dot_or_dotdot(lltr.name, lltr.len) &&
+                   strnchr(lltr.name, lltr.len, '=')) {
+                       /* Only proceed to critical decode if
+                        * iname contains espace char '='.
+                        */
+                       int len = lltr.len;
+
+                       buf = kmalloc(len, GFP_NOFS);
+                       if (!buf)
+                               return -ENOMEM;
+
+                       len = critical_decode(lltr.name, len, buf);
+                       lltr.name = buf;
+                       lltr.len = len;
+               }
+               if (lltr.len > LLCRYPT_FNAME_MAX_UNDIGESTED_SIZE &&
+                   !llcrypt_has_encryption_key(inode) &&
+                   likely(llcrypt_policy_has_filename_enc(inode))) {
+                       digested = 1;
+                       /* Without the key for long names, set the dentry name
+                        * to the representing struct ll_digest_filename. It
+                        * will be encoded by llcrypt for display, and will
+                        * enable further lookup requests.
+                        */
+                       if (!fid)
+                               return -EINVAL;
+                       digest.ldf_fid = *fid;
+                       memcpy(digest.ldf_excerpt,
+                              LLCRYPT_FNAME_DIGEST(lltr.name, lltr.len),
+                              LLCRYPT_FNAME_DIGEST_SIZE);
+
+                       lltr.name = (char *)&digest;
+                       lltr.len = sizeof(digest);
+
+                       oname->name[0] = '_';
+                       oname->name = oname->name + 1;
+                       oname->len--;
+               }
+       }
+
+       rc = llcrypt_fname_disk_to_usr(inode, hash, minor_hash, &lltr, oname);
+
+       kfree(buf);
+       oname->name = oname->name - digested;
+       oname->len = oname->len + digested;
+
+       return rc;
+}
+
+/* Copied from llcrypt_d_revalidate, as it is not exported */
+/*
+ * Validate dentries in encrypted directories to make sure we aren't potentially
+ * caching stale dentries after a key has been added.
+ */
+int ll_revalidate_d_crypto(struct dentry *dentry, unsigned int flags)
+{
+       struct dentry *dir;
+       int err;
+       int valid;
+
+       /*
+        * Plaintext names are always valid, since llcrypt doesn't support
+        * reverting to ciphertext names without evicting the directory's inode
+        * -- which implies eviction of the dentries in the directory.
+        */
+       if (!(dentry->d_flags & DCACHE_ENCRYPTED_NAME))
+               return 1;
+
+       /*
+        * Ciphertext name; valid if the directory's key is still unavailable.
+        *
+        * Although llcrypt forbids rename() on ciphertext names, we still must
+        * use dget_parent() here rather than use ->d_parent directly.  That's
+        * because a corrupted fs image may contain directory hard links, which
+        * the VFS handles by moving the directory's dentry tree in the dcache
+        * each time ->lookup() finds the directory and it already has a dentry
+        * elsewhere.  Thus ->d_parent can be changing, and we must safely grab
+        * a reference to some ->d_parent to prevent it from being freed.
+        */
+
+       if (flags & LOOKUP_RCU)
+               return -ECHILD;
+
+       dir = dget_parent(dentry);
+       err = llcrypt_get_encryption_info(d_inode(dir));
+       valid = !llcrypt_has_encryption_key(d_inode(dir));
+       dput(dir);
+
+       if (err < 0)
+               return err;
+
+       return valid;
+}
+
 const struct llcrypt_operations lustre_cryptops = {
        .key_prefix             = "lustre:",
        .get_context            = ll_get_context,
@@ -142,18 +439,59 @@ const struct llcrypt_operations lustre_cryptops = {
        .max_namelen            = NAME_MAX,
 };
 #else /* !HAVE_LUSTRE_CRYPTO */
-inline bool ll_sbi_has_test_dummy_encryption(struct ll_sb_info *sbi)
+int ll_set_encflags(struct inode *inode, void *encctx, __u32 encctxlen,
+                   bool preload)
+{
+       return 0;
+}
+
+int ll_file_open_encrypt(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+       return llcrypt_file_open(inode, filp);
+}
+
+void llcrypt_free_ctx(void *encctx, __u32 size)
+{
+}
+
+bool ll_sbi_has_test_dummy_encryption(struct ll_sb_info *sbi)
 {
        return false;
 }
 
-inline bool ll_sbi_has_encrypt(struct ll_sb_info *sbi)
+bool ll_sbi_has_encrypt(struct ll_sb_info *sbi)
 {
        return false;
 }
 
-inline void ll_sbi_set_encrypt(struct ll_sb_info *sbi, bool set)
+void ll_sbi_set_encrypt(struct ll_sb_info *sbi, bool set)
+{
+}
+
+int ll_setup_filename(struct inode *dir, const struct qstr *iname,
+                     int lookup, struct llcrypt_name *fname,
+                     struct lu_fid *fid)
+{
+       if (fid) {
+               fid->f_seq = 0;
+               fid->f_oid = 0;
+               fid->f_ver = 0;
+       }
+
+       return llcrypt_setup_filename(dir, iname, lookup, fname);
+}
+
+int ll_fname_disk_to_usr(struct inode *inode,
+                        u32 hash, u32 minor_hash,
+                        struct llcrypt_str *iname, struct llcrypt_str *oname,
+                        struct lu_fid *fid)
+{
+       return llcrypt_fname_disk_to_usr(inode, hash, minor_hash, iname, oname);
+}
+
+int ll_revalidate_d_crypto(struct dentry *dentry, unsigned int flags)
 {
+       return 1;
 }
 #endif