Merge tag 'iommu-updates-v3.18' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[sfrench/cifs-2.6.git] / security / integrity / ima / ima_crypto.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2005,2006,2007,2008 IBM Corporation
3  *
4  * Authors:
5  * Mimi Zohar <zohar@us.ibm.com>
6  * Kylene Hall <kjhall@us.ibm.com>
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
10  * the Free Software Foundation, version 2 of the License.
11  *
12  * File: ima_crypto.c
13  *      Calculates md5/sha1 file hash, template hash, boot-aggreate hash
14  */
15
16 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
17
18 #include <linux/kernel.h>
19 #include <linux/moduleparam.h>
20 #include <linux/ratelimit.h>
21 #include <linux/file.h>
22 #include <linux/crypto.h>
23 #include <linux/scatterlist.h>
24 #include <linux/err.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <crypto/hash.h>
27 #include <crypto/hash_info.h>
28 #include "ima.h"
29
30 struct ahash_completion {
31         struct completion completion;
32         int err;
33 };
34
35 /* minimum file size for ahash use */
36 static unsigned long ima_ahash_minsize;
37 module_param_named(ahash_minsize, ima_ahash_minsize, ulong, 0644);
38 MODULE_PARM_DESC(ahash_minsize, "Minimum file size for ahash use");
39
40 /* default is 0 - 1 page. */
41 static int ima_maxorder;
42 static unsigned int ima_bufsize = PAGE_SIZE;
43
44 static int param_set_bufsize(const char *val, const struct kernel_param *kp)
45 {
46         unsigned long long size;
47         int order;
48
49         size = memparse(val, NULL);
50         order = get_order(size);
51         if (order >= MAX_ORDER)
52                 return -EINVAL;
53         ima_maxorder = order;
54         ima_bufsize = PAGE_SIZE << order;
55         return 0;
56 }
57
58 static struct kernel_param_ops param_ops_bufsize = {
59         .set = param_set_bufsize,
60         .get = param_get_uint,
61 };
62 #define param_check_bufsize(name, p) __param_check(name, p, unsigned int)
63
64 module_param_named(ahash_bufsize, ima_bufsize, bufsize, 0644);
65 MODULE_PARM_DESC(ahash_bufsize, "Maximum ahash buffer size");
66
67 static struct crypto_shash *ima_shash_tfm;
68 static struct crypto_ahash *ima_ahash_tfm;
69
70 /**
71  * ima_kernel_read - read file content
72  *
73  * This is a function for reading file content instead of kernel_read().
74  * It does not perform locking checks to ensure it cannot be blocked.
75  * It does not perform security checks because it is irrelevant for IMA.
76  *
77  */
78 static int ima_kernel_read(struct file *file, loff_t offset,
79                            char *addr, unsigned long count)
80 {
81         mm_segment_t old_fs;
82         char __user *buf = addr;
83         ssize_t ret = -EINVAL;
84
85         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
86                 return -EBADF;
87
88         old_fs = get_fs();
89         set_fs(get_ds());
90         if (file->f_op->read)
91                 ret = file->f_op->read(file, buf, count, &offset);
92         else if (file->f_op->aio_read)
93                 ret = do_sync_read(file, buf, count, &offset);
94         else if (file->f_op->read_iter)
95                 ret = new_sync_read(file, buf, count, &offset);
96         set_fs(old_fs);
97         return ret;
98 }
99
100 int __init ima_init_crypto(void)
101 {
102         long rc;
103
104         ima_shash_tfm = crypto_alloc_shash(hash_algo_name[ima_hash_algo], 0, 0);
105         if (IS_ERR(ima_shash_tfm)) {
106                 rc = PTR_ERR(ima_shash_tfm);
107                 pr_err("Can not allocate %s (reason: %ld)\n",
108                        hash_algo_name[ima_hash_algo], rc);
109                 return rc;
110         }
111         return 0;
112 }
113
114 static struct crypto_shash *ima_alloc_tfm(enum hash_algo algo)
115 {
116         struct crypto_shash *tfm = ima_shash_tfm;
117         int rc;
118
119         if (algo < 0 || algo >= HASH_ALGO__LAST)
120                 algo = ima_hash_algo;
121
122         if (algo != ima_hash_algo) {
123                 tfm = crypto_alloc_shash(hash_algo_name[algo], 0, 0);
124                 if (IS_ERR(tfm)) {
125                         rc = PTR_ERR(tfm);
126                         pr_err("Can not allocate %s (reason: %d)\n",
127                                hash_algo_name[algo], rc);
128                 }
129         }
130         return tfm;
131 }
132
133 static void ima_free_tfm(struct crypto_shash *tfm)
134 {
135         if (tfm != ima_shash_tfm)
136                 crypto_free_shash(tfm);
137 }
138
139 /**
140  * ima_alloc_pages() - Allocate contiguous pages.
141  * @max_size:       Maximum amount of memory to allocate.
142  * @allocated_size: Returned size of actual allocation.
143  * @last_warn:      Should the min_size allocation warn or not.
144  *
145  * Tries to do opportunistic allocation for memory first trying to allocate
146  * max_size amount of memory and then splitting that until zero order is
147  * reached. Allocation is tried without generating allocation warnings unless
148  * last_warn is set. Last_warn set affects only last allocation of zero order.
149  *
150  * By default, ima_maxorder is 0 and it is equivalent to kmalloc(GFP_KERNEL)
151  *
152  * Return pointer to allocated memory, or NULL on failure.
153  */
154 static void *ima_alloc_pages(loff_t max_size, size_t *allocated_size,
155                              int last_warn)
156 {
157         void *ptr;
158         int order = ima_maxorder;
159         gfp_t gfp_mask = __GFP_WAIT | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY;
160
161         if (order)
162                 order = min(get_order(max_size), order);
163
164         for (; order; order--) {
165                 ptr = (void *)__get_free_pages(gfp_mask, order);
166                 if (ptr) {
167                         *allocated_size = PAGE_SIZE << order;
168                         return ptr;
169                 }
170         }
171
172         /* order is zero - one page */
173
174         gfp_mask = GFP_KERNEL;
175
176         if (!last_warn)
177                 gfp_mask |= __GFP_NOWARN;
178
179         ptr = (void *)__get_free_pages(gfp_mask, 0);
180         if (ptr) {
181                 *allocated_size = PAGE_SIZE;
182                 return ptr;
183         }
184
185         *allocated_size = 0;
186         return NULL;
187 }
188
189 /**
190  * ima_free_pages() - Free pages allocated by ima_alloc_pages().
191  * @ptr:  Pointer to allocated pages.
192  * @size: Size of allocated buffer.
193  */
194 static void ima_free_pages(void *ptr, size_t size)
195 {
196         if (!ptr)
197                 return;
198         free_pages((unsigned long)ptr, get_order(size));
199 }
200
201 static struct crypto_ahash *ima_alloc_atfm(enum hash_algo algo)
202 {
203         struct crypto_ahash *tfm = ima_ahash_tfm;
204         int rc;
205
206         if (algo < 0 || algo >= HASH_ALGO__LAST)
207                 algo = ima_hash_algo;
208
209         if (algo != ima_hash_algo || !tfm) {
210                 tfm = crypto_alloc_ahash(hash_algo_name[algo], 0, 0);
211                 if (!IS_ERR(tfm)) {
212                         if (algo == ima_hash_algo)
213                                 ima_ahash_tfm = tfm;
214                 } else {
215                         rc = PTR_ERR(tfm);
216                         pr_err("Can not allocate %s (reason: %d)\n",
217                                hash_algo_name[algo], rc);
218                 }
219         }
220         return tfm;
221 }
222
223 static void ima_free_atfm(struct crypto_ahash *tfm)
224 {
225         if (tfm != ima_ahash_tfm)
226                 crypto_free_ahash(tfm);
227 }
228
229 static void ahash_complete(struct crypto_async_request *req, int err)
230 {
231         struct ahash_completion *res = req->data;
232
233         if (err == -EINPROGRESS)
234                 return;
235         res->err = err;
236         complete(&res->completion);
237 }
238
239 static int ahash_wait(int err, struct ahash_completion *res)
240 {
241         switch (err) {
242         case 0:
243                 break;
244         case -EINPROGRESS:
245         case -EBUSY:
246                 wait_for_completion(&res->completion);
247                 reinit_completion(&res->completion);
248                 err = res->err;
249                 /* fall through */
250         default:
251                 pr_crit_ratelimited("ahash calculation failed: err: %d\n", err);
252         }
253
254         return err;
255 }
256
257 static int ima_calc_file_hash_atfm(struct file *file,
258                                    struct ima_digest_data *hash,
259                                    struct crypto_ahash *tfm)
260 {
261         loff_t i_size, offset;
262         char *rbuf[2] = { NULL, };
263         int rc, read = 0, rbuf_len, active = 0, ahash_rc = 0;
264         struct ahash_request *req;
265         struct scatterlist sg[1];
266         struct ahash_completion res;
267         size_t rbuf_size[2];
268
269         hash->length = crypto_ahash_digestsize(tfm);
270
271         req = ahash_request_alloc(tfm, GFP_KERNEL);
272         if (!req)
273                 return -ENOMEM;
274
275         init_completion(&res.completion);
276         ahash_request_set_callback(req, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG |
277                                    CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP,
278                                    ahash_complete, &res);
279
280         rc = ahash_wait(crypto_ahash_init(req), &res);
281         if (rc)
282                 goto out1;
283
284         i_size = i_size_read(file_inode(file));
285
286         if (i_size == 0)
287                 goto out2;
288
289         /*
290          * Try to allocate maximum size of memory.
291          * Fail if even a single page cannot be allocated.
292          */
293         rbuf[0] = ima_alloc_pages(i_size, &rbuf_size[0], 1);
294         if (!rbuf[0]) {
295                 rc = -ENOMEM;
296                 goto out1;
297         }
298
299         /* Only allocate one buffer if that is enough. */
300         if (i_size > rbuf_size[0]) {
301                 /*
302                  * Try to allocate secondary buffer. If that fails fallback to
303                  * using single buffering. Use previous memory allocation size
304                  * as baseline for possible allocation size.
305                  */
306                 rbuf[1] = ima_alloc_pages(i_size - rbuf_size[0],
307                                           &rbuf_size[1], 0);
308         }
309
310         if (!(file->f_mode & FMODE_READ)) {
311                 file->f_mode |= FMODE_READ;
312                 read = 1;
313         }
314
315         for (offset = 0; offset < i_size; offset += rbuf_len) {
316                 if (!rbuf[1] && offset) {
317                         /* Not using two buffers, and it is not the first
318                          * read/request, wait for the completion of the
319                          * previous ahash_update() request.
320                          */
321                         rc = ahash_wait(ahash_rc, &res);
322                         if (rc)
323                                 goto out3;
324                 }
325                 /* read buffer */
326                 rbuf_len = min_t(loff_t, i_size - offset, rbuf_size[active]);
327                 rc = ima_kernel_read(file, offset, rbuf[active], rbuf_len);
328                 if (rc != rbuf_len)
329                         goto out3;
330
331                 if (rbuf[1] && offset) {
332                         /* Using two buffers, and it is not the first
333                          * read/request, wait for the completion of the
334                          * previous ahash_update() request.
335                          */
336                         rc = ahash_wait(ahash_rc, &res);
337                         if (rc)
338                                 goto out3;
339                 }
340
341                 sg_init_one(&sg[0], rbuf[active], rbuf_len);
342                 ahash_request_set_crypt(req, sg, NULL, rbuf_len);
343
344                 ahash_rc = crypto_ahash_update(req);
345
346                 if (rbuf[1])
347                         active = !active; /* swap buffers, if we use two */
348         }
349         /* wait for the last update request to complete */
350         rc = ahash_wait(ahash_rc, &res);
351 out3:
352         if (read)
353                 file->f_mode &= ~FMODE_READ;
354         ima_free_pages(rbuf[0], rbuf_size[0]);
355         ima_free_pages(rbuf[1], rbuf_size[1]);
356 out2:
357         if (!rc) {
358                 ahash_request_set_crypt(req, NULL, hash->digest, 0);
359                 rc = ahash_wait(crypto_ahash_final(req), &res);
360         }
361 out1:
362         ahash_request_free(req);
363         return rc;
364 }
365
366 static int ima_calc_file_ahash(struct file *file, struct ima_digest_data *hash)
367 {
368         struct crypto_ahash *tfm;
369         int rc;
370
371         tfm = ima_alloc_atfm(hash->algo);
372         if (IS_ERR(tfm))
373                 return PTR_ERR(tfm);
374
375         rc = ima_calc_file_hash_atfm(file, hash, tfm);
376
377         ima_free_atfm(tfm);
378
379         return rc;
380 }
381
382 static int ima_calc_file_hash_tfm(struct file *file,
383                                   struct ima_digest_data *hash,
384                                   struct crypto_shash *tfm)
385 {
386         loff_t i_size, offset = 0;
387         char *rbuf;
388         int rc, read = 0;
389         struct {
390                 struct shash_desc shash;
391                 char ctx[crypto_shash_descsize(tfm)];
392         } desc;
393
394         desc.shash.tfm = tfm;
395         desc.shash.flags = 0;
396
397         hash->length = crypto_shash_digestsize(tfm);
398
399         rc = crypto_shash_init(&desc.shash);
400         if (rc != 0)
401                 return rc;
402
403         i_size = i_size_read(file_inode(file));
404
405         if (i_size == 0)
406                 goto out;
407
408         rbuf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
409         if (!rbuf)
410                 return -ENOMEM;
411
412         if (!(file->f_mode & FMODE_READ)) {
413                 file->f_mode |= FMODE_READ;
414                 read = 1;
415         }
416
417         while (offset < i_size) {
418                 int rbuf_len;
419
420                 rbuf_len = ima_kernel_read(file, offset, rbuf, PAGE_SIZE);
421                 if (rbuf_len < 0) {
422                         rc = rbuf_len;
423                         break;
424                 }
425                 if (rbuf_len == 0)
426                         break;
427                 offset += rbuf_len;
428
429                 rc = crypto_shash_update(&desc.shash, rbuf, rbuf_len);
430                 if (rc)
431                         break;
432         }
433         if (read)
434                 file->f_mode &= ~FMODE_READ;
435         kfree(rbuf);
436 out:
437         if (!rc)
438                 rc = crypto_shash_final(&desc.shash, hash->digest);
439         return rc;
440 }
441
442 static int ima_calc_file_shash(struct file *file, struct ima_digest_data *hash)
443 {
444         struct crypto_shash *tfm;
445         int rc;
446
447         tfm = ima_alloc_tfm(hash->algo);
448         if (IS_ERR(tfm))
449                 return PTR_ERR(tfm);
450
451         rc = ima_calc_file_hash_tfm(file, hash, tfm);
452
453         ima_free_tfm(tfm);
454
455         return rc;
456 }
457
458 /*
459  * ima_calc_file_hash - calculate file hash
460  *
461  * Asynchronous hash (ahash) allows using HW acceleration for calculating
462  * a hash. ahash performance varies for different data sizes on different
463  * crypto accelerators. shash performance might be better for smaller files.
464  * The 'ima.ahash_minsize' module parameter allows specifying the best
465  * minimum file size for using ahash on the system.
466  *
467  * If the ima.ahash_minsize parameter is not specified, this function uses
468  * shash for the hash calculation.  If ahash fails, it falls back to using
469  * shash.
470  */
471 int ima_calc_file_hash(struct file *file, struct ima_digest_data *hash)
472 {
473         loff_t i_size;
474         int rc;
475
476         i_size = i_size_read(file_inode(file));
477
478         if (ima_ahash_minsize && i_size >= ima_ahash_minsize) {
479                 rc = ima_calc_file_ahash(file, hash);
480                 if (!rc)
481                         return 0;
482         }
483
484         return ima_calc_file_shash(file, hash);
485 }
486
487 /*
488  * Calculate the hash of template data
489  */
490 static int ima_calc_field_array_hash_tfm(struct ima_field_data *field_data,
491                                          struct ima_template_desc *td,
492                                          int num_fields,
493                                          struct ima_digest_data *hash,
494                                          struct crypto_shash *tfm)
495 {
496         struct {
497                 struct shash_desc shash;
498                 char ctx[crypto_shash_descsize(tfm)];
499         } desc;
500         int rc, i;
501
502         desc.shash.tfm = tfm;
503         desc.shash.flags = 0;
504
505         hash->length = crypto_shash_digestsize(tfm);
506
507         rc = crypto_shash_init(&desc.shash);
508         if (rc != 0)
509                 return rc;
510
511         for (i = 0; i < num_fields; i++) {
512                 u8 buffer[IMA_EVENT_NAME_LEN_MAX + 1] = { 0 };
513                 u8 *data_to_hash = field_data[i].data;
514                 u32 datalen = field_data[i].len;
515
516                 if (strcmp(td->name, IMA_TEMPLATE_IMA_NAME) != 0) {
517                         rc = crypto_shash_update(&desc.shash,
518                                                 (const u8 *) &field_data[i].len,
519                                                 sizeof(field_data[i].len));
520                         if (rc)
521                                 break;
522                 } else if (strcmp(td->fields[i]->field_id, "n") == 0) {
523                         memcpy(buffer, data_to_hash, datalen);
524                         data_to_hash = buffer;
525                         datalen = IMA_EVENT_NAME_LEN_MAX + 1;
526                 }
527                 rc = crypto_shash_update(&desc.shash, data_to_hash, datalen);
528                 if (rc)
529                         break;
530         }
531
532         if (!rc)
533                 rc = crypto_shash_final(&desc.shash, hash->digest);
534
535         return rc;
536 }
537
538 int ima_calc_field_array_hash(struct ima_field_data *field_data,
539                               struct ima_template_desc *desc, int num_fields,
540                               struct ima_digest_data *hash)
541 {
542         struct crypto_shash *tfm;
543         int rc;
544
545         tfm = ima_alloc_tfm(hash->algo);
546         if (IS_ERR(tfm))
547                 return PTR_ERR(tfm);
548
549         rc = ima_calc_field_array_hash_tfm(field_data, desc, num_fields,
550                                            hash, tfm);
551
552         ima_free_tfm(tfm);
553
554         return rc;
555 }
556
557 static void __init ima_pcrread(int idx, u8 *pcr)
558 {
559         if (!ima_used_chip)
560                 return;
561
562         if (tpm_pcr_read(TPM_ANY_NUM, idx, pcr) != 0)
563                 pr_err("Error Communicating to TPM chip\n");
564 }
565
566 /*
567  * Calculate the boot aggregate hash
568  */
569 static int __init ima_calc_boot_aggregate_tfm(char *digest,
570                                               struct crypto_shash *tfm)
571 {
572         u8 pcr_i[TPM_DIGEST_SIZE];
573         int rc, i;
574         struct {
575                 struct shash_desc shash;
576                 char ctx[crypto_shash_descsize(tfm)];
577         } desc;
578
579         desc.shash.tfm = tfm;
580         desc.shash.flags = 0;
581
582         rc = crypto_shash_init(&desc.shash);
583         if (rc != 0)
584                 return rc;
585
586         /* cumulative sha1 over tpm registers 0-7 */
587         for (i = TPM_PCR0; i < TPM_PCR8; i++) {
588                 ima_pcrread(i, pcr_i);
589                 /* now accumulate with current aggregate */
590                 rc = crypto_shash_update(&desc.shash, pcr_i, TPM_DIGEST_SIZE);
591         }
592         if (!rc)
593                 crypto_shash_final(&desc.shash, digest);
594         return rc;
595 }
596
597 int __init ima_calc_boot_aggregate(struct ima_digest_data *hash)
598 {
599         struct crypto_shash *tfm;
600         int rc;
601
602         tfm = ima_alloc_tfm(hash->algo);
603         if (IS_ERR(tfm))
604                 return PTR_ERR(tfm);
605
606         hash->length = crypto_shash_digestsize(tfm);
607         rc = ima_calc_boot_aggregate_tfm(hash->digest, tfm);
608
609         ima_free_tfm(tfm);
610
611         return rc;
612 }