Quelle  miscdev.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * eCryptfs: Linux filesystem encryption layer
 *
 * Copyright (C) 2008 International Business Machines Corp.
 *   Author(s): Michael A. Halcrow <mhalcrow@us.ibm.com>
 */

#include <linux/fs.h>
#include <linux/hash.h>
#include <linux/random.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/module.h>
#include "ecryptfs_kernel.h"

static atomic_t ecryptfs_num_miscdev_opens;

/**
 * ecryptfs_miscdev_poll
 * @file: dev file
 * @pt: dev poll table (ignored)
 *
 * Returns the poll mask
 */
static __poll_t
ecryptfs_miscdev_poll(struct file *file, poll_table *pt)
{
 struct ecryptfs_daemon *daemon = file->private_data;
 __poll_t mask = 0;

 mutex_lock(&daemon->mux);
 if (daemon->flags & ECRYPTFS_DAEMON_ZOMBIE) {
  printk(KERN_WARNING "%s: Attempt to poll on zombified "
         "daemon\n", __func__);
  goto out_unlock_daemon;
 }
 if (daemon->flags & ECRYPTFS_DAEMON_IN_READ)
  goto out_unlock_daemon;
 if (daemon->flags & ECRYPTFS_DAEMON_IN_POLL)
  goto out_unlock_daemon;
 daemon->flags |= ECRYPTFS_DAEMON_IN_POLL;
 mutex_unlock(&daemon->mux);
 poll_wait(file, &daemon->wait, pt);
 mutex_lock(&daemon->mux);
 if (!list_empty(&daemon->msg_ctx_out_queue))
  mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
out_unlock_daemon:
 daemon->flags &= ~ECRYPTFS_DAEMON_IN_POLL;
 mutex_unlock(&daemon->mux);
 return mask;
}

/**
 * ecryptfs_miscdev_open
 * @inode: inode of miscdev handle (ignored)
 * @file: file for miscdev handle
 *
 * Returns zero on success; non-zero otherwise
 */
static int
ecryptfs_miscdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
 struct ecryptfs_daemon *daemon = NULL;
 int rc;

 mutex_lock(&ecryptfs_daemon_hash_mux);
 rc = ecryptfs_find_daemon_by_euid(&daemon);
 if (!rc) {
  rc = -EINVAL;
  goto out_unlock_daemon_list;
 }
 rc = ecryptfs_spawn_daemon(&daemon, file);
 if (rc) {
  printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to spawn daemon; "
         "rc = [%d]\n", __func__, rc);
  goto out_unlock_daemon_list;
 }
 mutex_lock(&daemon->mux);
 if (daemon->flags & ECRYPTFS_DAEMON_MISCDEV_OPEN) {
  rc = -EBUSY;
  goto out_unlock_daemon;
 }
 daemon->flags |= ECRYPTFS_DAEMON_MISCDEV_OPEN;
 file->private_data = daemon;
 atomic_inc(&ecryptfs_num_miscdev_opens);
out_unlock_daemon:
 mutex_unlock(&daemon->mux);
out_unlock_daemon_list:
 mutex_unlock(&ecryptfs_daemon_hash_mux);
 return rc;
}

/**
 * ecryptfs_miscdev_release
 * @inode: inode of fs/ecryptfs/euid handle (ignored)
 * @file: file for fs/ecryptfs/euid handle
 *
 * This keeps the daemon registered until the daemon sends another
 * ioctl to fs/ecryptfs/ctl or until the kernel module unregisters.
 *
 * Returns zero on success; non-zero otherwise
 */
static int
ecryptfs_miscdev_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
 struct ecryptfs_daemon *daemon = file->private_data;
 int rc;

 mutex_lock(&daemon->mux);
 BUG_ON(!(daemon->flags & ECRYPTFS_DAEMON_MISCDEV_OPEN));
 daemon->flags &= ~ECRYPTFS_DAEMON_MISCDEV_OPEN;
 atomic_dec(&ecryptfs_num_miscdev_opens);
 mutex_unlock(&daemon->mux);

 mutex_lock(&ecryptfs_daemon_hash_mux);
 rc = ecryptfs_exorcise_daemon(daemon);
 mutex_unlock(&ecryptfs_daemon_hash_mux);
 if (rc) {
  printk(KERN_CRIT "%s: Fatal error whilst attempting to "
         "shut down daemon; rc = [%d]. Please report this "
         "bug.\n", __func__, rc);
  BUG();
 }
 return rc;
}

/**
 * ecryptfs_send_miscdev
 * @data: Data to send to daemon; may be NULL
 * @data_size: Amount of data to send to daemon
 * @msg_ctx: Message context, which is used to handle the reply. If
 *           this is NULL, then we do not expect a reply.
 * @msg_type: Type of message
 * @msg_flags: Flags for message
 * @daemon: eCryptfs daemon object
 *
 * Add msg_ctx to queue and then, if it exists, notify the blocked
 * miscdevess about the data being available. Must be called with
 * ecryptfs_daemon_hash_mux held.
 *
 * Returns zero on success; non-zero otherwise
 */
int ecryptfs_send_miscdev(char *data, size_t data_size,
     struct ecryptfs_msg_ctx *msg_ctx, u8 msg_type,
     u16 msg_flags, struct ecryptfs_daemon *daemon)
{
 struct ecryptfs_message *msg;

 msg = kmalloc((sizeof(*msg) + data_size), GFP_KERNEL);
 if (!msg)
  return -ENOMEM;

 mutex_lock(&msg_ctx->mux);
 msg_ctx->msg = msg;
 msg_ctx->msg->index = msg_ctx->index;
 msg_ctx->msg->data_len = data_size;
 msg_ctx->type = msg_type;
 memcpy(msg_ctx->msg->data, data, data_size);
 msg_ctx->msg_size = (sizeof(*msg_ctx->msg) + data_size);
 list_add_tail(&msg_ctx->daemon_out_list, &daemon->msg_ctx_out_queue);
 mutex_unlock(&msg_ctx->mux);

 mutex_lock(&daemon->mux);
 daemon->num_queued_msg_ctx++;
 wake_up_interruptible(&daemon->wait);
 mutex_unlock(&daemon->mux);

 return 0;
}

/*
 * miscdevfs packet format:
 *  Octet 0: Type
 *  Octets 1-4: network byte order msg_ctx->counter
 *  Octets 5-N0: Size of struct ecryptfs_message to follow
 *  Octets N0-N1: struct ecryptfs_message (including data)
 *
 *  Octets 5-N1 not written if the packet type does not include a message
 */
#define PKT_TYPE_SIZE  1
#define PKT_CTR_SIZE  4
#define MIN_NON_MSG_PKT_SIZE (PKT_TYPE_SIZE + PKT_CTR_SIZE)
#define MIN_MSG_PKT_SIZE (PKT_TYPE_SIZE + PKT_CTR_SIZE \
     + ECRYPTFS_MIN_PKT_LEN_SIZE)
/* 4 + ECRYPTFS_MAX_ENCRYPTED_KEY_BYTES comes from tag 65 packet format */
#define MAX_MSG_PKT_SIZE (PKT_TYPE_SIZE + PKT_CTR_SIZE \
     + ECRYPTFS_MAX_PKT_LEN_SIZE \
     + sizeof(struct ecryptfs_message) \
     + 4 + ECRYPTFS_MAX_ENCRYPTED_KEY_BYTES)
#define PKT_TYPE_OFFSET  0
#define PKT_CTR_OFFSET  PKT_TYPE_SIZE
#define PKT_LEN_OFFSET  (PKT_TYPE_SIZE + PKT_CTR_SIZE)

/**
 * ecryptfs_miscdev_read - format and send message from queue
 * @file: miscdevfs handle
 * @buf: User buffer into which to copy the next message on the daemon queue
 * @count: Amount of space available in @buf
 * @ppos: Offset in file (ignored)
 *
 * Pulls the most recent message from the daemon queue, formats it for
 * being sent via a miscdevfs handle, and copies it into @buf
 *
 * Returns the number of bytes copied into the user buffer
 */
static ssize_t
ecryptfs_miscdev_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count,
        loff_t *ppos)
{
 struct ecryptfs_daemon *daemon = file->private_data;
 struct ecryptfs_msg_ctx *msg_ctx;
 size_t packet_length_size;
 char packet_length[ECRYPTFS_MAX_PKT_LEN_SIZE];
 size_t i;
 size_t total_length;
 int rc;

 mutex_lock(&daemon->mux);
 if (daemon->flags & ECRYPTFS_DAEMON_ZOMBIE) {
  rc = 0;
  printk(KERN_WARNING "%s: Attempt to read from zombified "
         "daemon\n", __func__);
  goto out_unlock_daemon;
 }
 if (daemon->flags & ECRYPTFS_DAEMON_IN_READ) {
  rc = 0;
  goto out_unlock_daemon;
 }
 /* This daemon will not go away so long as this flag is set */
 daemon->flags |= ECRYPTFS_DAEMON_IN_READ;
check_list:
 if (list_empty(&daemon->msg_ctx_out_queue)) {
  mutex_unlock(&daemon->mux);
  rc = wait_event_interruptible(
   daemon->wait, !list_empty(&daemon->msg_ctx_out_queue));
  mutex_lock(&daemon->mux);
  if (rc < 0) {
   rc = 0;
   goto out_unlock_daemon;
  }
 }
 if (daemon->flags & ECRYPTFS_DAEMON_ZOMBIE) {
  rc = 0;
  goto out_unlock_daemon;
 }
 if (list_empty(&daemon->msg_ctx_out_queue)) {
  /* Something else jumped in since the
   * wait_event_interruptable() and removed the
 * message from the queue; try again */
  goto check_list;
 }
 msg_ctx = list_first_entry(&daemon->msg_ctx_out_queue,
       struct ecryptfs_msg_ctx, daemon_out_list);
 BUG_ON(!msg_ctx);
 mutex_lock(&msg_ctx->mux);
 if (msg_ctx->msg) {
  rc = ecryptfs_write_packet_length(packet_length,
        msg_ctx->msg_size,
        &packet_length_size);
  if (rc) {
   rc = 0;
   printk(KERN_WARNING "%s: Error writing packet length; "
          "rc = [%d]\n", __func__, rc);
   goto out_unlock_msg_ctx;
  }
 } else {
  packet_length_size = 0;
  msg_ctx->msg_size = 0;
 }
 total_length = (PKT_TYPE_SIZE + PKT_CTR_SIZE + packet_length_size
   + msg_ctx->msg_size);
 if (count < total_length) {
  rc = 0;
  printk(KERN_WARNING "%s: Only given user buffer of "
         "size [%zd], but we need [%zd] to read the "
         "pending message\n", __func__, count, total_length);
  goto out_unlock_msg_ctx;
 }
 rc = -EFAULT;
 if (put_user(msg_ctx->type, buf))
  goto out_unlock_msg_ctx;
 if (put_user(cpu_to_be32(msg_ctx->counter),
       (__be32 __user *)(&buf[PKT_CTR_OFFSET])))
  goto out_unlock_msg_ctx;
 i = PKT_TYPE_SIZE + PKT_CTR_SIZE;
 if (msg_ctx->msg) {
  if (copy_to_user(&buf[i], packet_length, packet_length_size))
   goto out_unlock_msg_ctx;
  i += packet_length_size;
  if (copy_to_user(&buf[i], msg_ctx->msg, msg_ctx->msg_size))
   goto out_unlock_msg_ctx;
  i += msg_ctx->msg_size;
 }
 rc = i;
 list_del(&msg_ctx->daemon_out_list);
 kfree(msg_ctx->msg);
 msg_ctx->msg = NULL;
 /* We do not expect a reply from the userspace daemon for any
 * message type other than ECRYPTFS_MSG_REQUEST */
 if (msg_ctx->type != ECRYPTFS_MSG_REQUEST)
  ecryptfs_msg_ctx_alloc_to_free(msg_ctx);
out_unlock_msg_ctx:
 mutex_unlock(&msg_ctx->mux);
out_unlock_daemon:
 daemon->flags &= ~ECRYPTFS_DAEMON_IN_READ;
 mutex_unlock(&daemon->mux);
 return rc;
}

/**
 * ecryptfs_miscdev_response - miscdevess response to message previously sent to daemon
 * @daemon: eCryptfs daemon object
 * @data: Bytes comprising struct ecryptfs_message
 * @data_size: sizeof(struct ecryptfs_message) + data len
 * @seq: Sequence number for miscdev response packet
 *
 * Returns zero on success; non-zero otherwise
 */
static int ecryptfs_miscdev_response(struct ecryptfs_daemon *daemon, char *data,
         size_t data_size, u32 seq)
{
 struct ecryptfs_message *msg = (struct ecryptfs_message *)data;
 int rc;

 if ((sizeof(*msg) + msg->data_len) != data_size) {
  printk(KERN_WARNING "%s: (sizeof(*msg) + msg->data_len) = "
         "[%zd]; data_size = [%zd]. Invalid packet.\n", __func__,
         (sizeof(*msg) + msg->data_len), data_size);
  rc = -EINVAL;
  goto out;
 }
 rc = ecryptfs_process_response(daemon, msg, seq);
 if (rc)
  printk(KERN_ERR
         "Error processing response message; rc = [%d]\n", rc);
out:
 return rc;
}

/**
 * ecryptfs_miscdev_write - handle write to daemon miscdev handle
 * @file: File for misc dev handle
 * @buf: Buffer containing user data
 * @count: Amount of data in @buf
 * @ppos: Pointer to offset in file (ignored)
 *
 * Returns the number of bytes read from @buf
 */
static ssize_t
ecryptfs_miscdev_write(struct file *file, const char __user *buf,
         size_t count, loff_t *ppos)
{
 __be32 counter_nbo;
 u32 seq;
 size_t packet_size, packet_size_length;
 char *data;
 unsigned char packet_size_peek[ECRYPTFS_MAX_PKT_LEN_SIZE];
 ssize_t rc;

 if (count == 0) {
  return 0;
 } else if (count == MIN_NON_MSG_PKT_SIZE) {
  /* Likely a harmless MSG_HELO or MSG_QUIT - no packet length */
  goto memdup;
 } else if (count < MIN_MSG_PKT_SIZE || count > MAX_MSG_PKT_SIZE) {
  printk(KERN_WARNING "%s: Acceptable packet size range is "
         "[%d-%zu], but amount of data written is [%zu].\n",
         __func__, MIN_MSG_PKT_SIZE, MAX_MSG_PKT_SIZE, count);
  return -EINVAL;
 }

 if (copy_from_user(packet_size_peek, &buf[PKT_LEN_OFFSET],
      sizeof(packet_size_peek))) {
  printk(KERN_WARNING "%s: Error while inspecting packet size\n",
         __func__);
  return -EFAULT;
 }

 rc = ecryptfs_parse_packet_length(packet_size_peek, &packet_size,
       &packet_size_length);
 if (rc) {
  printk(KERN_WARNING "%s: Error parsing packet length; "
         "rc = [%zd]\n", __func__, rc);
  return rc;
 }

 if ((PKT_TYPE_SIZE + PKT_CTR_SIZE + packet_size_length + packet_size)
     != count) {
  printk(KERN_WARNING "%s: Invalid packet size [%zu]\n", __func__,
         packet_size);
  return -EINVAL;
 }

memdup:
 data = memdup_user(buf, count);
 if (IS_ERR(data)) {
  printk(KERN_ERR "%s: memdup_user returned error [%ld]\n",
         __func__, PTR_ERR(data));
  return PTR_ERR(data);
 }
 switch (data[PKT_TYPE_OFFSET]) {
 case ECRYPTFS_MSG_RESPONSE:
  if (count < (MIN_MSG_PKT_SIZE
        + sizeof(struct ecryptfs_message))) {
   printk(KERN_WARNING "%s: Minimum acceptable packet "
          "size is [%zd], but amount of data written is "
          "only [%zd]. Discarding response packet.\n",
          __func__,
          (MIN_MSG_PKT_SIZE
    + sizeof(struct ecryptfs_message)), count);
   rc = -EINVAL;
   goto out_free;
  }
  memcpy(&counter_nbo, &data[PKT_CTR_OFFSET], PKT_CTR_SIZE);
  seq = be32_to_cpu(counter_nbo);
  rc = ecryptfs_miscdev_response(file->private_data,
    &data[PKT_LEN_OFFSET + packet_size_length],
    packet_size, seq);
  if (rc) {
   printk(KERN_WARNING "%s: Failed to deliver miscdev "
          "response to requesting operation; rc = [%zd]\n",
          __func__, rc);
   goto out_free;
  }
  break;
 case ECRYPTFS_MSG_HELO:
 case ECRYPTFS_MSG_QUIT:
  break;
 default:
  ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Dropping miscdev "
    "message of unrecognized type [%d]\n",
    data[0]);
  rc = -EINVAL;
  goto out_free;
 }
 rc = count;
out_free:
 kfree(data);
 return rc;
}


static const struct file_operations ecryptfs_miscdev_fops = {
 .owner   = THIS_MODULE,
 .open    = ecryptfs_miscdev_open,
 .poll    = ecryptfs_miscdev_poll,
 .read    = ecryptfs_miscdev_read,
 .write   = ecryptfs_miscdev_write,
 .release = ecryptfs_miscdev_release,
 .llseek  = noop_llseek,
};

static struct miscdevice ecryptfs_miscdev = {
 .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
 .name  = "ecryptfs",
 .fops  = &ecryptfs_miscdev_fops
};

/**
 * ecryptfs_init_ecryptfs_miscdev
 *
 * Messages sent to the userspace daemon from the kernel are placed on
 * a queue associated with the daemon. The next read against the
 * miscdev handle by that daemon will return the oldest message placed
 * on the message queue for the daemon.
 *
 * Returns zero on success; non-zero otherwise
 */
int __init ecryptfs_init_ecryptfs_miscdev(void)
{
 int rc;

 atomic_set(&ecryptfs_num_miscdev_opens, 0);
 rc = misc_register(&ecryptfs_miscdev);
 if (rc)
  printk(KERN_ERR "%s: Failed to register miscellaneous device "
         "for communications with userspace daemons; rc = [%d]\n",
         __func__, rc);
 return rc;
}

/**
 * ecryptfs_destroy_ecryptfs_miscdev
 *
 * All of the daemons must be exorcised prior to calling this
 * function.
 */
void ecryptfs_destroy_ecryptfs_miscdev(void)
{
 BUG_ON(atomic_read(&ecryptfs_num_miscdev_opens) != 0);
 misc_deregister(&ecryptfs_miscdev);
}