drivers/android/binderfs.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2
   3 #include <linux/compiler_types.h>
   4 #include <linux/errno.h>
   5 #include <linux/fs.h>
   6 #include <linux/fsnotify.h>
   7 #include <linux/gfp.h>
   8 #include <linux/idr.h>
   9 #include <linux/init.h>
  10 #include <linux/ipc_namespace.h>
  11 #include <linux/kdev_t.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/list.h>
  14 #include <linux/magic.h>
  15 #include <linux/major.h>
  16 #include <linux/miscdevice.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/mutex.h>
  19 #include <linux/mount.h>
  20 #include <linux/parser.h>
  21 #include <linux/radix-tree.h>
  22 #include <linux/sched.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/spinlock_types.h>
  25 #include <linux/stddef.h>
  26 #include <linux/string.h>
  27 #include <linux/types.h>
  28 #include <linux/uaccess.h>
  29 #include <linux/user_namespace.h>
  30 #include <linux/xarray.h>
  31 #include <uapi/asm-generic/errno-base.h>
  32 #include <uapi/linux/android/binder.h>
  33 #include <uapi/linux/android/binder_ctl.h>
  34
  35 #include "binder_internal.h"
  36
  37 #define FIRST_INODE 1
  38 #define SECOND_INODE 2
  39 #define INODE_OFFSET 3
  40 #define INTSTRLEN 21
  41 #define BINDERFS_MAX_MINOR (1U << MINORBITS)
  42
  43 static struct vfsmount *binderfs_mnt;
  44
  45 static dev_t binderfs_dev;
  46 static DEFINE_MUTEX(binderfs_minors_mutex);
  47 static DEFINE_IDA(binderfs_minors);
  48
  49 /**
  50  * binderfs_info - information about a binderfs mount
  51  * @ipc_ns:         The ipc namespace the binderfs mount belongs to.
  52  * @control_dentry: This records the dentry of this binderfs mount
  53  *                  binder-control device.
  54  * @root_uid:       uid that needs to be used when a new binder device is
  55  *                  created.
  56  * @root_gid:       gid that needs to be used when a new binder device is
  57  *                  created.
  58  */
  59 struct binderfs_info {
  60         struct ipc_namespace *ipc_ns;
  61         struct dentry *control_dentry;
  62         kuid_t root_uid;
  63         kgid_t root_gid;
  64
  65 };
  66
  67 static inline struct binderfs_info *BINDERFS_I(const struct inode *inode)
  68 {
  69         return inode->i_sb->s_fs_info;
  70 }
  71
  72 bool is_binderfs_device(const struct inode *inode)
  73 {
  74         if (inode->i_sb->s_magic == BINDERFS_SUPER_MAGIC)
  75                 return true;
  76
  77         return false;
  78 }
  79
  80 /**
  81  * binderfs_binder_device_create - allocate inode from super block of a
  82  *                                 binderfs mount
  83  * @ref_inode: inode from wich the super block will be taken
  84  * @userp:     buffer to copy information about new device for userspace to
  85  * @req:       struct binderfs_device as copied from userspace
  86  *
  87  * This function allocated a new binder_device and reserves a new minor
  88  * number for it.
  89  * Minor numbers are limited and tracked globally in binderfs_minors. The
  90  * function will stash a struct binder_device for the specific binder
  91  * device in i_private of the inode.
  92  * It will go on to allocate a new inode from the super block of the
  93  * filesystem mount, stash a struct binder_device in its i_private field
  94  * and attach a dentry to that inode.
  95  *
  96  * Return: 0 on success, negative errno on failure
  97  */
  98 static int binderfs_binder_device_create(struct inode *ref_inode,
  99                                          struct binderfs_device __user *userp,
 100                                          struct binderfs_device *req)
 101 {
 102         int minor, ret;
 103         struct dentry *dentry, *dup, *root;
 104         struct binder_device *device;
 105         size_t name_len = BINDERFS_MAX_NAME + 1;
 106         char *name = NULL;
 107         struct inode *inode = NULL;
 108         struct super_block *sb = ref_inode->i_sb;
 109         struct binderfs_info *info = sb->s_fs_info;
 110
 111         /* Reserve new minor number for the new device. */
 112         mutex_lock(&binderfs_minors_mutex);
 113         minor = ida_alloc_max(&binderfs_minors, BINDERFS_MAX_MINOR, GFP_KERNEL);
 114         mutex_unlock(&binderfs_minors_mutex);
 115         if (minor < 0)
 116                 return minor;
 117
 118         ret = -ENOMEM;
 119         device = kzalloc(sizeof(*device), GFP_KERNEL);
 120         if (!device)
 121                 goto err;
 122
 123         inode = new_inode(sb);
 124         if (!inode)
 125                 goto err;
 126
 127         inode->i_ino = minor + INODE_OFFSET;
 128         inode->i_mtime = inode->i_atime = inode->i_ctime = current_time(inode);
 129         init_special_inode(inode, S_IFCHR | 0600,
 130                            MKDEV(MAJOR(binderfs_dev), minor));
 131         inode->i_fop = &binder_fops;
 132         inode->i_uid = info->root_uid;
 133         inode->i_gid = info->root_gid;
 134
 135         name = kmalloc(name_len, GFP_KERNEL);
 136         if (!name)
 137                 goto err;
 138
 139         strscpy(name, req->name, name_len);
 140
 141         device->binderfs_inode = inode;
 142         device->context.binder_context_mgr_uid = INVALID_UID;
 143         device->context.name = name;
 144         device->miscdev.name = name;
 145         device->miscdev.minor = minor;
 146         mutex_init(&device->context.context_mgr_node_lock);
 147
 148         req->major = MAJOR(binderfs_dev);
 149         req->minor = minor;
 150
 151         ret = copy_to_user(userp, req, sizeof(*req));
 152         if (ret) {
 153                 ret = -EFAULT;
 154                 goto err;
 155         }
 156
 157         root = sb->s_root;
 158         inode_lock(d_inode(root));
 159         dentry = d_alloc_name(root, name);
 160         if (!dentry) {
 161                 inode_unlock(d_inode(root));
 162                 ret = -ENOMEM;
 163                 goto err;
 164         }
 165
 166         /* Verify that the name userspace gave us is not already in use. */
 167         dup = d_lookup(root, &dentry->d_name);
 168         if (dup) {
 169                 if (d_really_is_positive(dup)) {
 170                         dput(dup);
 171                         dput(dentry);
 172                         inode_unlock(d_inode(root));
 173                         ret = -EEXIST;
 174                         goto err;
 175                 }
 176                 dput(dup);
 177         }
 178
 179         inode->i_private = device;
 180         d_add(dentry, inode);
 181         fsnotify_create(root->d_inode, dentry);
 182         inode_unlock(d_inode(root));
 183
 184         return 0;
 185
 186 err:
 187         kfree(name);
 188         kfree(device);
 189         mutex_lock(&binderfs_minors_mutex);
 190         ida_free(&binderfs_minors, minor);
 191         mutex_unlock(&binderfs_minors_mutex);
 192         iput(inode);
 193
 194         return ret;
 195 }
 196
 197 /**
 198  * binderfs_ctl_ioctl - handle binder device node allocation requests
 199  *
 200  * The request handler for the binder-control device. All requests operate on
 201  * the binderfs mount the binder-control device resides in:
 202  * - BINDER_CTL_ADD
 203  *   Allocate a new binder device.
 204  *
 205  * Return: 0 on success, negative errno on failure
 206  */
 207 static long binder_ctl_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
 208                              unsigned long arg)
 209 {
 210         int ret = -EINVAL;
 211         struct inode *inode = file_inode(file);
 212         struct binderfs_device __user *device = (struct binderfs_device __user *)arg;
 213         struct binderfs_device device_req;
 214
 215         switch (cmd) {
 216         case BINDER_CTL_ADD:
 217                 ret = copy_from_user(&device_req, device, sizeof(device_req));
 218                 if (ret) {
 219                         ret = -EFAULT;
 220                         break;
 221                 }
 222
 223                 ret = binderfs_binder_device_create(inode, device, &device_req);
 224                 break;
 225         default:
 226                 break;
 227         }
 228
 229         return ret;
 230 }
 231
 232 static void binderfs_evict_inode(struct inode *inode)
 233 {
 234         struct binder_device *device = inode->i_private;
 235
 236         clear_inode(inode);
 237
 238         if (!device)
 239                 return;
 240
 241         mutex_lock(&binderfs_minors_mutex);
 242         ida_free(&binderfs_minors, device->miscdev.minor);
 243         mutex_unlock(&binderfs_minors_mutex);
 244
 245         kfree(device->context.name);
 246         kfree(device);
 247 }
 248
 249 static const struct super_operations binderfs_super_ops = {
 250         .statfs = simple_statfs,
 251         .evict_inode = binderfs_evict_inode,
 252 };
 253
 254 static int binderfs_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
 255                            struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
 256                            unsigned int flags)
 257 {
 258         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
 259
 260         /* binderfs doesn't support directories. */
 261         if (d_is_dir(old_dentry))
 262                 return -EPERM;
 263
 264         if (flags & ~RENAME_NOREPLACE)
 265                 return -EINVAL;
 266
 267         if (!simple_empty(new_dentry))
 268                 return -ENOTEMPTY;
 269
 270         if (d_really_is_positive(new_dentry))
 271                 simple_unlink(new_dir, new_dentry);
 272
 273         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime = new_dir->i_ctime =
 274                 new_dir->i_mtime = inode->i_ctime = current_time(old_dir);
 275
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 static int binderfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
 280 {
 281         /*
 282          * The control dentry is only ever touched during mount so checking it
 283          * here should not require us to take lock.
 284          */
 285         if (BINDERFS_I(dir)->control_dentry == dentry)
 286                 return -EPERM;
 287
 288         return simple_unlink(dir, dentry);
 289 }
 290
 291 static const struct file_operations binder_ctl_fops = {
 292         .owner          = THIS_MODULE,
 293         .open           = nonseekable_open,
 294         .unlocked_ioctl = binder_ctl_ioctl,
 295         .compat_ioctl   = binder_ctl_ioctl,
 296         .llseek         = noop_llseek,
 297 };
 298
 299 /**
 300  * binderfs_binder_ctl_create - create a new binder-control device
 301  * @sb: super block of the binderfs mount
 302  *
 303  * This function creates a new binder-control device node in the binderfs mount
 304  * referred to by @sb.
 305  *
 306  * Return: 0 on success, negative errno on failure
 307  */
 308 static int binderfs_binder_ctl_create(struct super_block *sb)
 309 {
 310         int minor, ret;
 311         struct dentry *dentry;
 312         struct binder_device *device;
 313         struct inode *inode = NULL;
 314         struct dentry *root = sb->s_root;
 315         struct binderfs_info *info = sb->s_fs_info;
 316
 317         device = kzalloc(sizeof(*device), GFP_KERNEL);
 318         if (!device)
 319                 return -ENOMEM;
 320
 321         inode_lock(d_inode(root));
 322
 323         /* If we have already created a binder-control node, return. */
 324         if (info->control_dentry) {
 325                 ret = 0;
 326                 goto out;
 327         }
 328
 329         ret = -ENOMEM;
 330         inode = new_inode(sb);
 331         if (!inode)
 332                 goto out;
 333
 334         /* Reserve a new minor number for the new device. */
 335         mutex_lock(&binderfs_minors_mutex);
 336         minor = ida_alloc_max(&binderfs_minors, BINDERFS_MAX_MINOR, GFP_KERNEL);
 337         mutex_unlock(&binderfs_minors_mutex);
 338         if (minor < 0) {
 339                 ret = minor;
 340                 goto out;
 341         }
 342
 343         inode->i_ino = SECOND_INODE;
 344         inode->i_mtime = inode->i_atime = inode->i_ctime = current_time(inode);
 345         init_special_inode(inode, S_IFCHR | 0600,
 346                            MKDEV(MAJOR(binderfs_dev), minor));
 347         inode->i_fop = &binder_ctl_fops;
 348         inode->i_uid = info->root_uid;
 349         inode->i_gid = info->root_gid;
 350
 351         device->binderfs_inode = inode;
 352         device->miscdev.minor = minor;
 353
 354         dentry = d_alloc_name(root, "binder-control");
 355         if (!dentry)
 356                 goto out;
 357
 358         inode->i_private = device;
 359         info->control_dentry = dentry;
 360         d_add(dentry, inode);
 361         inode_unlock(d_inode(root));
 362
 363         return 0;
 364
 365 out:
 366         inode_unlock(d_inode(root));
 367         kfree(device);
 368         iput(inode);
 369
 370         return ret;
 371 }
 372
 373 static const struct inode_operations binderfs_dir_inode_operations = {
 374         .lookup = simple_lookup,
 375         .rename = binderfs_rename,
 376         .unlink = binderfs_unlink,
 377 };
 378
 379 static int binderfs_fill_super(struct super_block *sb, void *data, int silent)
 380 {
 381         struct binderfs_info *info;
 382         int ret = -ENOMEM;
 383         struct inode *inode = NULL;
 384         struct ipc_namespace *ipc_ns = sb->s_fs_info;
 385
 386         get_ipc_ns(ipc_ns);
 387
 388         sb->s_blocksize = PAGE_SIZE;
 389         sb->s_blocksize_bits = PAGE_SHIFT;
 390
 391         /*
 392          * The binderfs filesystem can be mounted by userns root in a
 393          * non-initial userns. By default such mounts have the SB_I_NODEV flag
 394          * set in s_iflags to prevent security issues where userns root can
 395          * just create random device nodes via mknod() since it owns the
 396          * filesystem mount. But binderfs does not allow to create any files
 397          * including devices nodes. The only way to create binder devices nodes
 398          * is through the binder-control device which userns root is explicitly
 399          * allowed to do. So removing the SB_I_NODEV flag from s_iflags is both
 400          * necessary and safe.
 401          */
 402         sb->s_iflags &= ~SB_I_NODEV;
 403         sb->s_iflags |= SB_I_NOEXEC;
 404         sb->s_magic = BINDERFS_SUPER_MAGIC;
 405         sb->s_op = &binderfs_super_ops;
 406         sb->s_time_gran = 1;
 407
 408         info = kzalloc(sizeof(struct binderfs_info), GFP_KERNEL);
 409         if (!info)
 410                 goto err_without_dentry;
 411
 412         info->ipc_ns = ipc_ns;
 413         info->root_gid = make_kgid(sb->s_user_ns, 0);
 414         if (!gid_valid(info->root_gid))
 415                 info->root_gid = GLOBAL_ROOT_GID;
 416         info->root_uid = make_kuid(sb->s_user_ns, 0);
 417         if (!uid_valid(info->root_uid))
 418                 info->root_uid = GLOBAL_ROOT_UID;
 419
 420         sb->s_fs_info = info;
 421
 422         inode = new_inode(sb);
 423         if (!inode)
 424                 goto err_without_dentry;
 425
 426         inode->i_ino = FIRST_INODE;
 427         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
 428         inode->i_mode = S_IFDIR | 0755;
 429         inode->i_mtime = inode->i_atime = inode->i_ctime = current_time(inode);
 430         inode->i_op = &binderfs_dir_inode_operations;
 431         set_nlink(inode, 2);
 432
 433         sb->s_root = d_make_root(inode);
 434         if (!sb->s_root)
 435                 goto err_without_dentry;
 436
 437         ret = binderfs_binder_ctl_create(sb);
 438         if (ret)
 439                 goto err_with_dentry;
 440
 441         return 0;
 442
 443 err_with_dentry:
 444         dput(sb->s_root);
 445         sb->s_root = NULL;
 446
 447 err_without_dentry:
 448         put_ipc_ns(ipc_ns);
 449         iput(inode);
 450         kfree(info);
 451
 452         return ret;
 453 }
 454
 455 static int binderfs_test_super(struct super_block *sb, void *data)
 456 {
 457         struct binderfs_info *info = sb->s_fs_info;
 458
 459         if (info)
 460                 return info->ipc_ns == data;
 461
 462         return 0;
 463 }
 464
 465 static int binderfs_set_super(struct super_block *sb, void *data)
 466 {
 467         sb->s_fs_info = data;
 468         return set_anon_super(sb, NULL);
 469 }
 470
 471 static struct dentry *binderfs_mount(struct file_system_type *fs_type,
 472                                      int flags, const char *dev_name,
 473                                      void *data)
 474 {
 475         struct super_block *sb;
 476         struct ipc_namespace *ipc_ns = current->nsproxy->ipc_ns;
 477
 478         if (!ns_capable(ipc_ns->user_ns, CAP_SYS_ADMIN))
 479                 return ERR_PTR(-EPERM);
 480
 481         sb = sget_userns(fs_type, binderfs_test_super, binderfs_set_super,
 482                          flags, ipc_ns->user_ns, ipc_ns);
 483         if (IS_ERR(sb))
 484                 return ERR_CAST(sb);
 485
 486         if (!sb->s_root) {
 487                 int ret = binderfs_fill_super(sb, data, flags & SB_SILENT ? 1 : 0);
 488                 if (ret) {
 489                         deactivate_locked_super(sb);
 490                         return ERR_PTR(ret);
 491                 }
 492
 493                 sb->s_flags |= SB_ACTIVE;
 494         }
 495
 496         return dget(sb->s_root);
 497 }
 498
 499 static void binderfs_kill_super(struct super_block *sb)
 500 {
 501         struct binderfs_info *info = sb->s_fs_info;
 502
 503         if (info && info->ipc_ns)
 504                 put_ipc_ns(info->ipc_ns);
 505
 506         kfree(info);
 507         kill_litter_super(sb);
 508 }
 509
 510 static struct file_system_type binder_fs_type = {
 511         .name           = "binder",
 512         .mount          = binderfs_mount,
 513         .kill_sb        = binderfs_kill_super,
 514         .fs_flags       = FS_USERNS_MOUNT,
 515 };
 516
 517 static int __init init_binderfs(void)
 518 {
 519         int ret;
 520
 521         /* Allocate new major number for binderfs. */
 522         ret = alloc_chrdev_region(&binderfs_dev, 0, BINDERFS_MAX_MINOR,
 523                                   "binder");
 524         if (ret)
 525                 return ret;
 526
 527         ret = register_filesystem(&binder_fs_type);
 528         if (ret) {
 529                 unregister_chrdev_region(binderfs_dev, BINDERFS_MAX_MINOR);
 530                 return ret;
 531         }
 532
 533         binderfs_mnt = kern_mount(&binder_fs_type);
 534         if (IS_ERR(binderfs_mnt)) {
 535                 ret = PTR_ERR(binderfs_mnt);
 536                 binderfs_mnt = NULL;
 537                 unregister_filesystem(&binder_fs_type);
 538                 unregister_chrdev_region(binderfs_dev, BINDERFS_MAX_MINOR);
 539         }
 540
 541         return ret;
 542 }
 543
 544 device_initcall(init_binderfs);