Quelle  crypto.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * The base64 encode/decode code was copied from fscrypt:
 * Copyright (C) 2015, Google, Inc.
 * Copyright (C) 2015, Motorola Mobility
 * Written by Uday Savagaonkar, 2014.
 * Modified by Jaegeuk Kim, 2015.
 */
#include <linux/ceph/ceph_debug.h>
#include <linux/xattr.h>
#include <linux/fscrypt.h>
#include <linux/ceph/striper.h>

#include "super.h"
#include "mds_client.h"
#include "crypto.h"

/*
 * The base64url encoding used by fscrypt includes the '_' character, which may
 * cause problems in snapshot names (which can not start with '_').  Thus, we
 * used the base64 encoding defined for IMAP mailbox names (RFC 3501) instead,
 * which replaces '-' and '_' by '+' and ','.
 */
static const char base64_table[65] =
 "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+,";

int ceph_base64_encode(const u8 *src, int srclen, char *dst)
{
 u32 ac = 0;
 int bits = 0;
 int i;
 char *cp = dst;

 for (i = 0; i < srclen; i++) {
  ac = (ac << 8) | src[i];
  bits += 8;
  do {
   bits -= 6;
   *cp++ = base64_table[(ac >> bits) & 0x3f];
  } while (bits >= 6);
 }
 if (bits)
  *cp++ = base64_table[(ac << (6 - bits)) & 0x3f];
 return cp - dst;
}

int ceph_base64_decode(const char *src, int srclen, u8 *dst)
{
 u32 ac = 0;
 int bits = 0;
 int i;
 u8 *bp = dst;

 for (i = 0; i < srclen; i++) {
  const char *p = strchr(base64_table, src[i]);

  if (p == NULL || src[i] == 0)
   return -1;
  ac = (ac << 6) | (p - base64_table);
  bits += 6;
  if (bits >= 8) {
   bits -= 8;
   *bp++ = (u8)(ac >> bits);
  }
 }
 if (ac & ((1 << bits) - 1))
  return -1;
 return bp - dst;
}

static int ceph_crypt_get_context(struct inode *inode, void *ctx, size_t len)
{
 struct ceph_inode_info *ci = ceph_inode(inode);
 struct ceph_fscrypt_auth *cfa = (struct ceph_fscrypt_auth *)ci->fscrypt_auth;
 u32 ctxlen;

 /* Non existent or too short? */
 if (!cfa || (ci->fscrypt_auth_len < (offsetof(struct ceph_fscrypt_auth, cfa_blob) + 1)))
  return -ENOBUFS;

 /* Some format we don't recognize? */
 if (le32_to_cpu(cfa->cfa_version) != CEPH_FSCRYPT_AUTH_VERSION)
  return -ENOBUFS;

 ctxlen = le32_to_cpu(cfa->cfa_blob_len);
 if (len < ctxlen)
  return -ERANGE;

 memcpy(ctx, cfa->cfa_blob, ctxlen);
 return ctxlen;
}

static int ceph_crypt_set_context(struct inode *inode, const void *ctx,
      size_t len, void *fs_data)
{
 int ret;
 struct iattr attr = { };
 struct ceph_iattr cia = { };
 struct ceph_fscrypt_auth *cfa;

 WARN_ON_ONCE(fs_data);

 if (len > FSCRYPT_SET_CONTEXT_MAX_SIZE)
  return -EINVAL;

 cfa = kzalloc(sizeof(*cfa), GFP_KERNEL);
 if (!cfa)
  return -ENOMEM;

 cfa->cfa_version = cpu_to_le32(CEPH_FSCRYPT_AUTH_VERSION);
 cfa->cfa_blob_len = cpu_to_le32(len);
 memcpy(cfa->cfa_blob, ctx, len);

 cia.fscrypt_auth = cfa;

 ret = __ceph_setattr(&nop_mnt_idmap, inode, &attr, &cia);
 if (ret == 0)
  inode_set_flags(inode, S_ENCRYPTED, S_ENCRYPTED);
 kfree(cia.fscrypt_auth);
 return ret;
}

static bool ceph_crypt_empty_dir(struct inode *inode)
{
 struct ceph_inode_info *ci = ceph_inode(inode);

 return ci->i_rsubdirs + ci->i_rfiles == 1;
}

static const union fscrypt_policy *ceph_get_dummy_policy(struct super_block *sb)
{
 return ceph_sb_to_fs_client(sb)->fsc_dummy_enc_policy.policy;
}

static struct fscrypt_operations ceph_fscrypt_ops = {
 .needs_bounce_pages = 1,
 .get_context  = ceph_crypt_get_context,
 .set_context  = ceph_crypt_set_context,
 .get_dummy_policy = ceph_get_dummy_policy,
 .empty_dir  = ceph_crypt_empty_dir,
};

void ceph_fscrypt_set_ops(struct super_block *sb)
{
 fscrypt_set_ops(sb, &ceph_fscrypt_ops);
}

void ceph_fscrypt_free_dummy_policy(struct ceph_fs_client *fsc)
{
 fscrypt_free_dummy_policy(&fsc->fsc_dummy_enc_policy);
}

int ceph_fscrypt_prepare_context(struct inode *dir, struct inode *inode,
     struct ceph_acl_sec_ctx *as)
{
 int ret, ctxsize;
 bool encrypted = false;
 struct ceph_inode_info *ci = ceph_inode(inode);

 ret = fscrypt_prepare_new_inode(dir, inode, &encrypted);
 if (ret)
  return ret;
 if (!encrypted)
  return 0;

 as->fscrypt_auth = kzalloc(sizeof(*as->fscrypt_auth), GFP_KERNEL);
 if (!as->fscrypt_auth)
  return -ENOMEM;

 ctxsize = fscrypt_context_for_new_inode(as->fscrypt_auth->cfa_blob,
      inode);
 if (ctxsize < 0)
  return ctxsize;

 as->fscrypt_auth->cfa_version = cpu_to_le32(CEPH_FSCRYPT_AUTH_VERSION);
 as->fscrypt_auth->cfa_blob_len = cpu_to_le32(ctxsize);

 WARN_ON_ONCE(ci->fscrypt_auth);
 kfree(ci->fscrypt_auth);
 ci->fscrypt_auth_len = ceph_fscrypt_auth_len(as->fscrypt_auth);
 ci->fscrypt_auth = kmemdup(as->fscrypt_auth, ci->fscrypt_auth_len,
       GFP_KERNEL);
 if (!ci->fscrypt_auth)
  return -ENOMEM;

 inode->i_flags |= S_ENCRYPTED;

 return 0;
}

void ceph_fscrypt_as_ctx_to_req(struct ceph_mds_request *req,
    struct ceph_acl_sec_ctx *as)
{
 swap(req->r_fscrypt_auth, as->fscrypt_auth);
}

/*
 * User-created snapshots can't start with '_'.  Snapshots that start with this
 * character are special (hint: there aren't real snapshots) and use the
 * following format:
 *
 *   _<SNAPSHOT-NAME>_<INODE-NUMBER>
 *
 * where:
 *  - <SNAPSHOT-NAME> - the real snapshot name that may need to be decrypted,
 *  - <INODE-NUMBER> - the inode number (in decimal) for the actual snapshot
 *
 * This function parses these snapshot names and returns the inode
 * <INODE-NUMBER>.  'name_len' will also bet set with the <SNAPSHOT-NAME>
 * length.
 */
static struct inode *parse_longname(const struct inode *parent,
        const char *name, int *name_len)
{
 struct ceph_client *cl = ceph_inode_to_client(parent);
 struct inode *dir = NULL;
 struct ceph_vino vino = { .snap = CEPH_NOSNAP };
 char *name_end, *inode_number;
 int ret = -EIO;
 /* NUL-terminate */
 char *str __free(kfree) = kmemdup_nul(name, *name_len, GFP_KERNEL);
 if (!str)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);
 /* Skip initial '_' */
 str++;
 name_end = strrchr(str, '_');
 if (!name_end) {
  doutc(cl, "failed to parse long snapshot name: %s\n", str);
  return ERR_PTR(-EIO);
 }
 *name_len = (name_end - str);
 if (*name_len <= 0) {
  pr_err_client(cl, "failed to parse long snapshot name\n");
  return ERR_PTR(-EIO);
 }

 /* Get the inode number */
 inode_number = name_end + 1;
 ret = kstrtou64(inode_number, 10, &vino.ino);
 if (ret) {
  doutc(cl, "failed to parse inode number: %s\n", str);
  return ERR_PTR(ret);
 }

 /* And finally the inode */
 dir = ceph_find_inode(parent->i_sb, vino);
 if (!dir) {
  /* This can happen if we're not mounting cephfs on the root */
  dir = ceph_get_inode(parent->i_sb, vino, NULL);
  if (IS_ERR(dir))
   doutc(cl, "can't find inode %s (%s)\n", inode_number, name);
 }
 return dir;
}

int ceph_encode_encrypted_dname(struct inode *parent, char *buf, int elen)
{
 struct ceph_client *cl = ceph_inode_to_client(parent);
 struct inode *dir = parent;
 char *p = buf;
 u32 len;
 int name_len = elen;
 int ret;
 u8 *cryptbuf = NULL;

 /* Handle the special case of snapshot names that start with '_' */
 if (ceph_snap(dir) == CEPH_SNAPDIR && *p == '_') {
  dir = parse_longname(parent, p, &name_len);
  if (IS_ERR(dir))
   return PTR_ERR(dir);
  p++; /* skip initial '_' */
 }

 if (!fscrypt_has_encryption_key(dir))
  goto out;

 /*
 * Convert cleartext d_name to ciphertext. If result is longer than
 * CEPH_NOHASH_NAME_MAX, sha256 the remaining bytes
 *
 * See: fscrypt_setup_filename
 */
 if (!fscrypt_fname_encrypted_size(dir, name_len, NAME_MAX, &len)) {
  elen = -ENAMETOOLONG;
  goto out;
 }

 /* Allocate a buffer appropriate to hold the result */
 cryptbuf = kmalloc(len > CEPH_NOHASH_NAME_MAX ? NAME_MAX : len,
      GFP_KERNEL);
 if (!cryptbuf) {
  elen = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 ret = fscrypt_fname_encrypt(dir,
        &(struct qstr)QSTR_INIT(p, name_len),
        cryptbuf, len);
 if (ret) {
  elen = ret;
  goto out;
 }

 /* hash the end if the name is long enough */
 if (len > CEPH_NOHASH_NAME_MAX) {
  u8 hash[SHA256_DIGEST_SIZE];
  u8 *extra = cryptbuf + CEPH_NOHASH_NAME_MAX;

  /*
 * hash the extra bytes and overwrite crypttext beyond that
 * point with it
 */
  sha256(extra, len - CEPH_NOHASH_NAME_MAX, hash);
  memcpy(extra, hash, SHA256_DIGEST_SIZE);
  len = CEPH_NOHASH_NAME_MAX + SHA256_DIGEST_SIZE;
 }

 /* base64 encode the encrypted name */
 elen = ceph_base64_encode(cryptbuf, len, p);
 doutc(cl, "base64-encoded ciphertext name = %.*s\n", elen, p);

 /* To understand the 240 limit, see CEPH_NOHASH_NAME_MAX comments */
 WARN_ON(elen > 240);
 if (dir != parent) // leading _ is already there; append _<inum>
  elen += 1 + sprintf(p + elen, "_%ld", dir->i_ino);

out:
 kfree(cryptbuf);
 if (dir != parent) {
  if ((dir->i_state & I_NEW))
   discard_new_inode(dir);
  else
   iput(dir);
 }
 return elen;
}

/**
 * ceph_fname_to_usr - convert a filename for userland presentation
 * @fname: ceph_fname to be converted
 * @tname: temporary name buffer to use for conversion (may be NULL)
 * @oname: where converted name should be placed
 * @is_nokey: set to true if key wasn't available during conversion (may be NULL)
 *
 * Given a filename (usually from the MDS), format it for presentation to
 * userland. If @parent is not encrypted, just pass it back as-is.
 *
 * Otherwise, base64 decode the string, and then ask fscrypt to format it
 * for userland presentation.
 *
 * Returns 0 on success or negative error code on error.
 */
int ceph_fname_to_usr(const struct ceph_fname *fname, struct fscrypt_str *tname,
        struct fscrypt_str *oname, bool *is_nokey)
{
 struct inode *dir = fname->dir;
 struct fscrypt_str _tname = FSTR_INIT(NULL, 0);
 struct fscrypt_str iname;
 char *name = fname->name;
 int name_len = fname->name_len;
 int ret;

 /* Sanity check that the resulting name will fit in the buffer */
 if (fname->name_len > NAME_MAX || fname->ctext_len > NAME_MAX)
  return -EIO;

 /* Handle the special case of snapshot names that start with '_' */
 if ((ceph_snap(dir) == CEPH_SNAPDIR) && (name_len > 0) &&
     (name[0] == '_')) {
  dir = parse_longname(dir, name, &name_len);
  if (IS_ERR(dir))
   return PTR_ERR(dir);
  name++; /* skip initial '_' */
 }

 if (!IS_ENCRYPTED(dir)) {
  oname->name = fname->name;
  oname->len = fname->name_len;
  ret = 0;
  goto out_inode;
 }

 ret = ceph_fscrypt_prepare_readdir(dir);
 if (ret)
  goto out_inode;

 /*
 * Use the raw dentry name as sent by the MDS instead of
 * generating a nokey name via fscrypt.
 */
 if (!fscrypt_has_encryption_key(dir)) {
  if (fname->no_copy)
   oname->name = fname->name;
  else
   memcpy(oname->name, fname->name, fname->name_len);
  oname->len = fname->name_len;
  if (is_nokey)
   *is_nokey = true;
  ret = 0;
  goto out_inode;
 }

 if (fname->ctext_len == 0) {
  int declen;

  if (!tname) {
   ret = fscrypt_fname_alloc_buffer(NAME_MAX, &_tname);
   if (ret)
    goto out_inode;
   tname = &_tname;
  }

  declen = ceph_base64_decode(name, name_len, tname->name);
  if (declen <= 0) {
   ret = -EIO;
   goto out;
  }
  iname.name = tname->name;
  iname.len = declen;
 } else {
  iname.name = fname->ctext;
  iname.len = fname->ctext_len;
 }

 ret = fscrypt_fname_disk_to_usr(dir, 0, 0, &iname, oname);
 if (!ret && (dir != fname->dir)) {
  char tmp_buf[CEPH_BASE64_CHARS(NAME_MAX)];

  name_len = snprintf(tmp_buf, sizeof(tmp_buf), "_%.*s_%ld",
        oname->len, oname->name, dir->i_ino);
  memcpy(oname->name, tmp_buf, name_len);
  oname->len = name_len;
 }

out:
 fscrypt_fname_free_buffer(&_tname);
out_inode:
 if (dir != fname->dir) {
  if ((dir->i_state & I_NEW))
   discard_new_inode(dir);
  else
   iput(dir);
 }
 return ret;
}

/**
 * ceph_fscrypt_prepare_readdir - simple __fscrypt_prepare_readdir() wrapper
 * @dir: directory inode for readdir prep
 *
 * Simple wrapper around __fscrypt_prepare_readdir() that will mark directory as
 * non-complete if this call results in having the directory unlocked.
 *
 * Returns:
 *     1 - if directory was locked and key is now loaded (i.e. dir is unlocked)
 *     0 - if directory is still locked
 *   < 0 - if __fscrypt_prepare_readdir() fails
 */
int ceph_fscrypt_prepare_readdir(struct inode *dir)
{
 bool had_key = fscrypt_has_encryption_key(dir);
 int err;

 if (!IS_ENCRYPTED(dir))
  return 0;

 err = __fscrypt_prepare_readdir(dir);
 if (err)
  return err;
 if (!had_key && fscrypt_has_encryption_key(dir)) {
  /* directory just got unlocked, mark it as not complete */
  ceph_dir_clear_complete(dir);
  return 1;
 }
 return 0;
}

int ceph_fscrypt_decrypt_block_inplace(const struct inode *inode,
      struct page *page, unsigned int len,
      unsigned int offs, u64 lblk_num)
{
 struct ceph_client *cl = ceph_inode_to_client(inode);

 doutc(cl, "%p %llx.%llx len %u offs %u blk %llu\n", inode,
       ceph_vinop(inode), len, offs, lblk_num);
 return fscrypt_decrypt_block_inplace(inode, page, len, offs, lblk_num);
}

int ceph_fscrypt_encrypt_block_inplace(const struct inode *inode,
      struct page *page, unsigned int len,
      unsigned int offs, u64 lblk_num)
{
 struct ceph_client *cl = ceph_inode_to_client(inode);

 doutc(cl, "%p %llx.%llx len %u offs %u blk %llu\n", inode,
       ceph_vinop(inode), len, offs, lblk_num);
 return fscrypt_encrypt_block_inplace(inode, page, len, offs, lblk_num);
}

/**
 * ceph_fscrypt_decrypt_pages - decrypt an array of pages
 * @inode: pointer to inode associated with these pages
 * @page: pointer to page array
 * @off: offset into the file that the read data starts
 * @len: max length to decrypt
 *
 * Decrypt an array of fscrypt'ed pages and return the amount of
 * data decrypted. Any data in the page prior to the start of the
 * first complete block in the read is ignored. Any incomplete
 * crypto blocks at the end of the array are ignored (and should
 * probably be zeroed by the caller).
 *
 * Returns the length of the decrypted data or a negative errno.
 */
int ceph_fscrypt_decrypt_pages(struct inode *inode, struct page **page,
          u64 off, int len)
{
 int i, num_blocks;
 u64 baseblk = off >> CEPH_FSCRYPT_BLOCK_SHIFT;
 int ret = 0;

 /*
 * We can't deal with partial blocks on an encrypted file, so mask off
 * the last bit.
 */
 num_blocks = ceph_fscrypt_blocks(off, len & CEPH_FSCRYPT_BLOCK_MASK);

 /* Decrypt each block */
 for (i = 0; i < num_blocks; ++i) {
  int blkoff = i << CEPH_FSCRYPT_BLOCK_SHIFT;
  int pgidx = blkoff >> PAGE_SHIFT;
  unsigned int pgoffs = offset_in_page(blkoff);
  int fret;

  fret = ceph_fscrypt_decrypt_block_inplace(inode, page[pgidx],
    CEPH_FSCRYPT_BLOCK_SIZE, pgoffs,
    baseblk + i);
  if (fret < 0) {
   if (ret == 0)
    ret = fret;
   break;
  }
  ret += CEPH_FSCRYPT_BLOCK_SIZE;
 }
 return ret;
}

/**
 * ceph_fscrypt_decrypt_extents: decrypt received extents in given buffer
 * @inode: inode associated with pages being decrypted
 * @page: pointer to page array
 * @off: offset into the file that the data in page[0] starts
 * @map: pointer to extent array
 * @ext_cnt: length of extent array
 *
 * Given an extent map and a page array, decrypt the received data in-place,
 * skipping holes. Returns the offset into buffer of end of last decrypted
 * block.
 */
int ceph_fscrypt_decrypt_extents(struct inode *inode, struct page **page,
     u64 off, struct ceph_sparse_extent *map,
     u32 ext_cnt)
{
 struct ceph_client *cl = ceph_inode_to_client(inode);
 int i, ret = 0;
 struct ceph_inode_info *ci = ceph_inode(inode);
 u64 objno, objoff;
 u32 xlen;

 /* Nothing to do for empty array */
 if (ext_cnt == 0) {
  doutc(cl, "%p %llx.%llx empty array, ret 0\n", inode,
        ceph_vinop(inode));
  return 0;
 }

 ceph_calc_file_object_mapping(&ci->i_layout, off, map[0].len,
          &objno, &objoff, &xlen);

 for (i = 0; i < ext_cnt; ++i) {
  struct ceph_sparse_extent *ext = &map[i];
  int pgsoff = ext->off - objoff;
  int pgidx = pgsoff >> PAGE_SHIFT;
  int fret;

  if ((ext->off | ext->len) & ~CEPH_FSCRYPT_BLOCK_MASK) {
   pr_warn_client(cl,
    "%p %llx.%llx bad encrypted sparse extent "
    "idx %d off %llx len %llx\n",
    inode, ceph_vinop(inode), i, ext->off,
    ext->len);
   return -EIO;
  }
  fret = ceph_fscrypt_decrypt_pages(inode, &page[pgidx],
       off + pgsoff, ext->len);
  doutc(cl, "%p %llx.%llx [%d] 0x%llx~0x%llx fret %d\n", inode,
        ceph_vinop(inode), i, ext->off, ext->len, fret);
  if (fret < 0) {
   if (ret == 0)
    ret = fret;
   break;
  }
  ret = pgsoff + fret;
 }
 doutc(cl, "ret %d\n", ret);
 return ret;
}

/**
 * ceph_fscrypt_encrypt_pages - encrypt an array of pages
 * @inode: pointer to inode associated with these pages
 * @page: pointer to page array
 * @off: offset into the file that the data starts
 * @len: max length to encrypt
 *
 * Encrypt an array of cleartext pages and return the amount of
 * data encrypted. Any data in the page prior to the start of the
 * first complete block in the read is ignored. Any incomplete
 * crypto blocks at the end of the array are ignored.
 *
 * Returns the length of the encrypted data or a negative errno.
 */
int ceph_fscrypt_encrypt_pages(struct inode *inode, struct page **page, u64 off,
    int len)
{
 int i, num_blocks;
 u64 baseblk = off >> CEPH_FSCRYPT_BLOCK_SHIFT;
 int ret = 0;

 /*
 * We can't deal with partial blocks on an encrypted file, so mask off
 * the last bit.
 */
 num_blocks = ceph_fscrypt_blocks(off, len & CEPH_FSCRYPT_BLOCK_MASK);

 /* Encrypt each block */
 for (i = 0; i < num_blocks; ++i) {
  int blkoff = i << CEPH_FSCRYPT_BLOCK_SHIFT;
  int pgidx = blkoff >> PAGE_SHIFT;
  unsigned int pgoffs = offset_in_page(blkoff);
  int fret;

  fret = ceph_fscrypt_encrypt_block_inplace(inode, page[pgidx],
    CEPH_FSCRYPT_BLOCK_SIZE, pgoffs,
    baseblk + i);
  if (fret < 0) {
   if (ret == 0)
    ret = fret;
   break;
  }
  ret += CEPH_FSCRYPT_BLOCK_SIZE;
 }
 return ret;
}