Quelle  gc.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/* Key garbage collector
 *
 * Copyright (C) 2009-2011 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
 * Written by David Howells (dhowells@redhat.com)
 */

#include <linux/slab.h>
#include <linux/security.h>
#include <keys/keyring-type.h>
#include "internal.h"

/*
 * Delay between key revocation/expiry in seconds
 */
unsigned key_gc_delay = 5 * 60;

/*
 * Reaper for unused keys.
 */
static void key_garbage_collector(struct work_struct *work);
DECLARE_WORK(key_gc_work, key_garbage_collector);

/*
 * Reaper for links from keyrings to dead keys.
 */
static void key_gc_timer_func(struct timer_list *);
static DEFINE_TIMER(key_gc_timer, key_gc_timer_func);

static time64_t key_gc_next_run = TIME64_MAX;
static struct key_type *key_gc_dead_keytype;

static unsigned long key_gc_flags;
#define KEY_GC_KEY_EXPIRED 0 /* A key expired and needs unlinking */
#define KEY_GC_REAP_KEYTYPE 1 /* A keytype is being unregistered */
#define KEY_GC_REAPING_KEYTYPE 2 /* Cleared when keytype reaped */


/*
 * Any key whose type gets unregistered will be re-typed to this if it can't be
 * immediately unlinked.
 */
struct key_type key_type_dead = {
 .name = ".dead",
};

/*
 * Schedule a garbage collection run.
 * - time precision isn't particularly important
 */
void key_schedule_gc(time64_t gc_at)
{
 unsigned long expires;
 time64_t now = ktime_get_real_seconds();

 kenter("%lld", gc_at - now);

 if (gc_at <= now || test_bit(KEY_GC_REAP_KEYTYPE, &key_gc_flags)) {
  kdebug("IMMEDIATE");
  schedule_work(&key_gc_work);
 } else if (gc_at < key_gc_next_run) {
  kdebug("DEFERRED");
  key_gc_next_run = gc_at;
  expires = jiffies + (gc_at - now) * HZ;
  mod_timer(&key_gc_timer, expires);
 }
}

/*
 * Set the expiration time on a key.
 */
void key_set_expiry(struct key *key, time64_t expiry)
{
 key->expiry = expiry;
 if (expiry != TIME64_MAX) {
  if (!(key->type->flags & KEY_TYPE_INSTANT_REAP))
   expiry += key_gc_delay;
  key_schedule_gc(expiry);
 }
}

/*
 * Schedule a dead links collection run.
 */
void key_schedule_gc_links(void)
{
 set_bit(KEY_GC_KEY_EXPIRED, &key_gc_flags);
 schedule_work(&key_gc_work);
}

/*
 * Some key's cleanup time was met after it expired, so we need to get the
 * reaper to go through a cycle finding expired keys.
 */
static void key_gc_timer_func(struct timer_list *unused)
{
 kenter("");
 key_gc_next_run = TIME64_MAX;
 key_schedule_gc_links();
}

/*
 * Reap keys of dead type.
 *
 * We use three flags to make sure we see three complete cycles of the garbage
 * collector: the first to mark keys of that type as being dead, the second to
 * collect dead links and the third to clean up the dead keys.  We have to be
 * careful as there may already be a cycle in progress.
 *
 * The caller must be holding key_types_sem.
 */
void key_gc_keytype(struct key_type *ktype)
{
 kenter("%s", ktype->name);

 key_gc_dead_keytype = ktype;
 set_bit(KEY_GC_REAPING_KEYTYPE, &key_gc_flags);
 smp_mb();
 set_bit(KEY_GC_REAP_KEYTYPE, &key_gc_flags);

 kdebug("schedule");
 schedule_work(&key_gc_work);

 kdebug("sleep");
 wait_on_bit(&key_gc_flags, KEY_GC_REAPING_KEYTYPE,
      TASK_UNINTERRUPTIBLE);

 key_gc_dead_keytype = NULL;
 kleave("");
}

/*
 * Garbage collect a list of unreferenced, detached keys
 */
static noinline void key_gc_unused_keys(struct list_head *keys)
{
 while (!list_empty(keys)) {
  struct key *key =
   list_entry(keys->next, struct key, graveyard_link);
  short state = key->state;

  list_del(&key->graveyard_link);

  kdebug("- %u", key->serial);
  key_check(key);

#ifdef CONFIG_KEY_NOTIFICATIONS
  remove_watch_list(key->watchers, key->serial);
  key->watchers = NULL;
#endif

  /* Throw away the key data if the key is instantiated */
  if (state == KEY_IS_POSITIVE && key->type->destroy)
   key->type->destroy(key);

  security_key_free(key);

  atomic_dec(&key->user->nkeys);
  if (state != KEY_IS_UNINSTANTIATED)
   atomic_dec(&key->user->nikeys);

  key_user_put(key->user);
  key_put_tag(key->domain_tag);
  kfree(key->description);

  memzero_explicit(key, sizeof(*key));
  kmem_cache_free(key_jar, key);
 }
}

/*
 * Garbage collector for unused keys.
 *
 * This is done in process context so that we don't have to disable interrupts
 * all over the place.  key_put() schedules this rather than trying to do the
 * cleanup itself, which means key_put() doesn't have to sleep.
 */
static void key_garbage_collector(struct work_struct *work)
{
 static LIST_HEAD(graveyard);
 static u8 gc_state;  /* Internal persistent state */
#define KEY_GC_REAP_AGAIN 0x01 /* - Need another cycle */
#define KEY_GC_REAPING_LINKS 0x02 /* - We need to reap links */
#define KEY_GC_REAPING_DEAD_1 0x10 /* - We need to mark dead keys */
#define KEY_GC_REAPING_DEAD_2 0x20 /* - We need to reap dead key links */
#define KEY_GC_REAPING_DEAD_3 0x40 /* - We need to reap dead keys */
#define KEY_GC_FOUND_DEAD_KEY 0x80 /* - We found at least one dead key */

 struct rb_node *cursor;
 struct key *key;
 time64_t new_timer, limit, expiry;

 kenter("[%lx,%x]", key_gc_flags, gc_state);

 limit = ktime_get_real_seconds();

 /* Work out what we're going to be doing in this pass */
 gc_state &= KEY_GC_REAPING_DEAD_1 | KEY_GC_REAPING_DEAD_2;
 gc_state <<= 1;
 if (test_and_clear_bit(KEY_GC_KEY_EXPIRED, &key_gc_flags))
  gc_state |= KEY_GC_REAPING_LINKS;

 if (test_and_clear_bit(KEY_GC_REAP_KEYTYPE, &key_gc_flags))
  gc_state |= KEY_GC_REAPING_DEAD_1;
 kdebug("new pass %x", gc_state);

 new_timer = TIME64_MAX;

 /* As only this function is permitted to remove things from the key
  * serial tree, if cursor is non-NULL then it will always point to a
  * valid node in the tree - even if lock got dropped.
 */
 spin_lock(&key_serial_lock);
 cursor = rb_first(&key_serial_tree);

continue_scanning:
 while (cursor) {
  key = rb_entry(cursor, struct key, serial_node);
  cursor = rb_next(cursor);

  if (!test_bit_acquire(KEY_FLAG_USER_ALIVE, &key->flags)) {
   /* Clobber key->user after final put seen. */
   goto found_unreferenced_key;
  }

  if (unlikely(gc_state & KEY_GC_REAPING_DEAD_1)) {
   if (key->type == key_gc_dead_keytype) {
    gc_state |= KEY_GC_FOUND_DEAD_KEY;
    set_bit(KEY_FLAG_DEAD, &key->flags);
    key->perm = 0;
    goto skip_dead_key;
   } else if (key->type == &key_type_keyring &&
       key->restrict_link) {
    goto found_restricted_keyring;
   }
  }

  expiry = key->expiry;
  if (expiry != TIME64_MAX) {
   if (!(key->type->flags & KEY_TYPE_INSTANT_REAP))
    expiry += key_gc_delay;
   if (expiry > limit && expiry < new_timer) {
    kdebug("will expire %x in %lld",
           key_serial(key), key->expiry - limit);
    new_timer = key->expiry;
   }
  }

  if (unlikely(gc_state & KEY_GC_REAPING_DEAD_2))
   if (key->type == key_gc_dead_keytype)
    gc_state |= KEY_GC_FOUND_DEAD_KEY;

  if ((gc_state & KEY_GC_REAPING_LINKS) ||
      unlikely(gc_state & KEY_GC_REAPING_DEAD_2)) {
   if (key->type == &key_type_keyring)
    goto found_keyring;
  }

  if (unlikely(gc_state & KEY_GC_REAPING_DEAD_3))
   if (key->type == key_gc_dead_keytype)
    goto destroy_dead_key;

 skip_dead_key:
  if (spin_is_contended(&key_serial_lock) || need_resched())
   goto contended;
 }

contended:
 spin_unlock(&key_serial_lock);

maybe_resched:
 if (cursor) {
  cond_resched();
  spin_lock(&key_serial_lock);
  goto continue_scanning;
 }

 /* We've completed the pass.  Set the timer if we need to and queue a
  * new cycle if necessary.  We keep executing cycles until we find one
  * where we didn't reap any keys.
 */
 kdebug("pass complete");

 if (new_timer != TIME64_MAX) {
  new_timer += key_gc_delay;
  key_schedule_gc(new_timer);
 }

 if (unlikely(gc_state & KEY_GC_REAPING_DEAD_2) ||
     !list_empty(&graveyard)) {
  /* Make sure that all pending keyring payload destructions are
   * fulfilled and that people aren't now looking at dead or
   * dying keys that they don't have a reference upon or a link
   * to.
 */
  kdebug("gc sync");
  synchronize_rcu();
 }

 if (!list_empty(&graveyard)) {
  kdebug("gc keys");
  key_gc_unused_keys(&graveyard);
 }

 if (unlikely(gc_state & (KEY_GC_REAPING_DEAD_1 |
     KEY_GC_REAPING_DEAD_2))) {
  if (!(gc_state & KEY_GC_FOUND_DEAD_KEY)) {
   /* No remaining dead keys: short circuit the remaining
    * keytype reap cycles.
 */
   kdebug("dead short");
   gc_state &= ~(KEY_GC_REAPING_DEAD_1 | KEY_GC_REAPING_DEAD_2);
   gc_state |= KEY_GC_REAPING_DEAD_3;
  } else {
   gc_state |= KEY_GC_REAP_AGAIN;
  }
 }

 if (unlikely(gc_state & KEY_GC_REAPING_DEAD_3)) {
  kdebug("dead wake");
  smp_mb();
  clear_bit(KEY_GC_REAPING_KEYTYPE, &key_gc_flags);
  wake_up_bit(&key_gc_flags, KEY_GC_REAPING_KEYTYPE);
 }

 if (gc_state & KEY_GC_REAP_AGAIN)
  schedule_work(&key_gc_work);
 kleave(" [end %x]", gc_state);
 return;

 /* We found an unreferenced key - once we've removed it from the tree,
  * we can safely drop the lock.
 */
found_unreferenced_key:
 kdebug("unrefd key %d", key->serial);
 rb_erase(&key->serial_node, &key_serial_tree);
 spin_unlock(&key_serial_lock);

 list_add_tail(&key->graveyard_link, &graveyard);
 gc_state |= KEY_GC_REAP_AGAIN;
 goto maybe_resched;

 /* We found a restricted keyring and need to update the restriction if
  * it is associated with the dead key type.
 */
found_restricted_keyring:
 spin_unlock(&key_serial_lock);
 keyring_restriction_gc(key, key_gc_dead_keytype);
 goto maybe_resched;

 /* We found a keyring and we need to check the payload for links to
  * dead or expired keys.  We don't flag another reap immediately as we
  * have to wait for the old payload to be destroyed by RCU before we
  * can reap the keys to which it refers.
 */
found_keyring:
 spin_unlock(&key_serial_lock);
 keyring_gc(key, limit);
 goto maybe_resched;

 /* We found a dead key that is still referenced.  Reset its type and
  * destroy its payload with its semaphore held.
 */
destroy_dead_key:
 spin_unlock(&key_serial_lock);
 kdebug("destroy key %d", key->serial);
 down_write(&key->sem);
 key->type = &key_type_dead;
 if (key_gc_dead_keytype->destroy)
  key_gc_dead_keytype->destroy(key);
 memset(&key->payload, KEY_DESTROY, sizeof(key->payload));
 up_write(&key->sem);
 goto maybe_resched;
}