security/integrity/ima/ima_main.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2005,2006,2007,2008 IBM Corporation
   3  *
   4  * Authors:
   5  * Reiner Sailer <sailer@watson.ibm.com>
   6  * Serge Hallyn <serue@us.ibm.com>
   7  * Kylene Hall <kylene@us.ibm.com>
   8  * Mimi Zohar <zohar@us.ibm.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  12  * published by the Free Software Foundation, version 2 of the
  13  * License.
  14  *
  15  * File: ima_main.c
  16  *      implements the IMA hooks: ima_bprm_check, ima_file_mmap,
  17  *      and ima_file_check.
  18  */
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/file.h>
  21 #include <linux/binfmts.h>
  22 #include <linux/mount.h>
  23 #include <linux/mman.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/xattr.h>
  26 #include <linux/ima.h>
  27 #include <linux/iversion.h>
  28
  29 #include "ima.h"
  30
  31 int ima_initialized;
  32
  33 #ifdef CONFIG_IMA_APPRAISE
  34 int ima_appraise = IMA_APPRAISE_ENFORCE;
  35 #else
  36 int ima_appraise;
  37 #endif
  38
  39 int ima_hash_algo = HASH_ALGO_SHA1;
  40 static int hash_setup_done;
  41
  42 static int __init hash_setup(char *str)
  43 {
  44         struct ima_template_desc *template_desc = ima_template_desc_current();
  45         int i;
  46
  47         if (hash_setup_done)
  48                 return 1;
  49
  50         if (strcmp(template_desc->name, IMA_TEMPLATE_IMA_NAME) == 0) {
  51                 if (strncmp(str, "sha1", 4) == 0)
  52                         ima_hash_algo = HASH_ALGO_SHA1;
  53                 else if (strncmp(str, "md5", 3) == 0)
  54                         ima_hash_algo = HASH_ALGO_MD5;
  55                 else
  56                         return 1;
  57                 goto out;
  58         }
  59
  60         for (i = 0; i < HASH_ALGO__LAST; i++) {
  61                 if (strcmp(str, hash_algo_name[i]) == 0) {
  62                         ima_hash_algo = i;
  63                         break;
  64                 }
  65         }
  66         if (i == HASH_ALGO__LAST)
  67                 return 1;
  68 out:
  69         hash_setup_done = 1;
  70         return 1;
  71 }
  72 __setup("ima_hash=", hash_setup);
  73
  74 /*
  75  * ima_rdwr_violation_check
  76  *
  77  * Only invalidate the PCR for measured files:
  78  *      - Opening a file for write when already open for read,
  79  *        results in a time of measure, time of use (ToMToU) error.
  80  *      - Opening a file for read when already open for write,
  81  *        could result in a file measurement error.
  82  *
  83  */
  84 static void ima_rdwr_violation_check(struct file *file,
  85                                      struct integrity_iint_cache *iint,
  86                                      int must_measure,
  87                                      char **pathbuf,
  88                                      const char **pathname)
  89 {
  90         struct inode *inode = file_inode(file);
  91         char filename[NAME_MAX];
  92         fmode_t mode = file->f_mode;
  93         bool send_tomtou = false, send_writers = false;
  94
  95         if (mode & FMODE_WRITE) {
  96                 if (atomic_read(&inode->i_readcount) && IS_IMA(inode)) {
  97                         if (!iint)
  98                                 iint = integrity_iint_find(inode);
  99                         /* IMA_MEASURE is set from reader side */
 100                         if (iint && (iint->flags & IMA_MEASURE))
 101                                 send_tomtou = true;
 102                 }
 103         } else {
 104                 if ((atomic_read(&inode->i_writecount) > 0) && must_measure)
 105                         send_writers = true;
 106         }
 107
 108         if (!send_tomtou && !send_writers)
 109                 return;
 110
 111         *pathname = ima_d_path(&file->f_path, pathbuf, filename);
 112
 113         if (send_tomtou)
 114                 ima_add_violation(file, *pathname, iint,
 115                                   "invalid_pcr", "ToMToU");
 116         if (send_writers)
 117                 ima_add_violation(file, *pathname, iint,
 118                                   "invalid_pcr", "open_writers");
 119 }
 120
 121 static void ima_check_last_writer(struct integrity_iint_cache *iint,
 122                                   struct inode *inode, struct file *file)
 123 {
 124         fmode_t mode = file->f_mode;
 125
 126         if (!(mode & FMODE_WRITE))
 127                 return;
 128
 129         inode_lock(inode);
 130         if (atomic_read(&inode->i_writecount) == 1) {
 131                 if (!IS_I_VERSION(inode) ||
 132                     inode_cmp_iversion(inode, iint->version) ||
 133                     (iint->flags & IMA_NEW_FILE)) {
 134                         iint->flags &= ~(IMA_DONE_MASK | IMA_NEW_FILE);
 135                         iint->measured_pcrs = 0;
 136                         if (iint->flags & IMA_APPRAISE)
 137                                 ima_update_xattr(iint, file);
 138                 }
 139         }
 140         inode_unlock(inode);
 141 }
 142
 143 /**
 144  * ima_file_free - called on __fput()
 145  * @file: pointer to file structure being freed
 146  *
 147  * Flag files that changed, based on i_version
 148  */
 149 void ima_file_free(struct file *file)
 150 {
 151         struct inode *inode = file_inode(file);
 152         struct integrity_iint_cache *iint;
 153
 154         if (!ima_policy_flag || !S_ISREG(inode->i_mode))
 155                 return;
 156
 157         iint = integrity_iint_find(inode);
 158         if (!iint)
 159                 return;
 160
 161         ima_check_last_writer(iint, inode, file);
 162 }
 163
 164 static int process_measurement(struct file *file, char *buf, loff_t size,
 165                                int mask, enum ima_hooks func, int opened)
 166 {
 167         struct inode *inode = file_inode(file);
 168         struct integrity_iint_cache *iint = NULL;
 169         struct ima_template_desc *template_desc;
 170         char *pathbuf = NULL;
 171         char filename[NAME_MAX];
 172         const char *pathname = NULL;
 173         int rc = -ENOMEM, action, must_appraise;
 174         int pcr = CONFIG_IMA_MEASURE_PCR_IDX;
 175         struct evm_ima_xattr_data *xattr_value = NULL;
 176         int xattr_len = 0;
 177         bool violation_check;
 178         enum hash_algo hash_algo;
 179
 180         if (!ima_policy_flag || !S_ISREG(inode->i_mode))
 181                 return 0;
 182
 183         /* Return an IMA_MEASURE, IMA_APPRAISE, IMA_AUDIT action
 184          * bitmask based on the appraise/audit/measurement policy.
 185          * Included is the appraise submask.
 186          */
 187         action = ima_get_action(inode, mask, func, &pcr);
 188         violation_check = ((func == FILE_CHECK || func == MMAP_CHECK) &&
 189                            (ima_policy_flag & IMA_MEASURE));
 190         if (!action && !violation_check)
 191                 return 0;
 192
 193         must_appraise = action & IMA_APPRAISE;
 194
 195         /*  Is the appraise rule hook specific?  */
 196         if (action & IMA_FILE_APPRAISE)
 197                 func = FILE_CHECK;
 198
 199         inode_lock(inode);
 200
 201         if (action) {
 202                 iint = integrity_inode_get(inode);
 203                 if (!iint)
 204                         goto out;
 205         }
 206
 207         if (violation_check) {
 208                 ima_rdwr_violation_check(file, iint, action & IMA_MEASURE,
 209                                          &pathbuf, &pathname);
 210                 if (!action) {
 211                         rc = 0;
 212                         goto out_free;
 213                 }
 214         }
 215
 216         /* Determine if already appraised/measured based on bitmask
 217          * (IMA_MEASURE, IMA_MEASURED, IMA_XXXX_APPRAISE, IMA_XXXX_APPRAISED,
 218          *  IMA_AUDIT, IMA_AUDITED)
 219          */
 220         iint->flags |= action;
 221         action &= IMA_DO_MASK;
 222         action &= ~((iint->flags & (IMA_DONE_MASK ^ IMA_MEASURED)) >> 1);
 223
 224         /* If target pcr is already measured, unset IMA_MEASURE action */
 225         if ((action & IMA_MEASURE) && (iint->measured_pcrs & (0x1 << pcr)))
 226                 action ^= IMA_MEASURE;
 227
 228         /* Nothing to do, just return existing appraised status */
 229         if (!action) {
 230                 if (must_appraise)
 231                         rc = ima_get_cache_status(iint, func);
 232                 goto out_digsig;
 233         }
 234
 235         template_desc = ima_template_desc_current();
 236         if ((action & IMA_APPRAISE_SUBMASK) ||
 237                     strcmp(template_desc->name, IMA_TEMPLATE_IMA_NAME) != 0)
 238                 /* read 'security.ima' */
 239                 xattr_len = ima_read_xattr(file_dentry(file), &xattr_value);
 240
 241         hash_algo = ima_get_hash_algo(xattr_value, xattr_len);
 242
 243         rc = ima_collect_measurement(iint, file, buf, size, hash_algo);
 244         if (rc != 0 && rc != -EBADF && rc != -EINVAL)
 245                 goto out_digsig;
 246
 247         if (!pathbuf)   /* ima_rdwr_violation possibly pre-fetched */
 248                 pathname = ima_d_path(&file->f_path, &pathbuf, filename);
 249
 250         if (action & IMA_MEASURE)
 251                 ima_store_measurement(iint, file, pathname,
 252                                       xattr_value, xattr_len, pcr);
 253         if (rc == 0 && (action & IMA_APPRAISE_SUBMASK))
 254                 rc = ima_appraise_measurement(func, iint, file, pathname,
 255                                               xattr_value, xattr_len, opened);
 256         if (action & IMA_AUDIT)
 257                 ima_audit_measurement(iint, pathname);
 258
 259         if ((file->f_flags & O_DIRECT) && (iint->flags & IMA_PERMIT_DIRECTIO))
 260                 rc = 0;
 261 out_digsig:
 262         if ((mask & MAY_WRITE) && (iint->flags & IMA_DIGSIG) &&
 263              !(iint->flags & IMA_NEW_FILE))
 264                 rc = -EACCES;
 265         kfree(xattr_value);
 266 out_free:
 267         if (pathbuf)
 268                 __putname(pathbuf);
 269 out:
 270         inode_unlock(inode);
 271         if ((rc && must_appraise) && (ima_appraise & IMA_APPRAISE_ENFORCE))
 272                 return -EACCES;
 273         return 0;
 274 }
 275
 276 /**
 277  * ima_file_mmap - based on policy, collect/store measurement.
 278  * @file: pointer to the file to be measured (May be NULL)
 279  * @prot: contains the protection that will be applied by the kernel.
 280  *
 281  * Measure files being mmapped executable based on the ima_must_measure()
 282  * policy decision.
 283  *
 284  * On success return 0.  On integrity appraisal error, assuming the file
 285  * is in policy and IMA-appraisal is in enforcing mode, return -EACCES.
 286  */
 287 int ima_file_mmap(struct file *file, unsigned long prot)
 288 {
 289         if (file && (prot & PROT_EXEC))
 290                 return process_measurement(file, NULL, 0, MAY_EXEC,
 291                                            MMAP_CHECK, 0);
 292         return 0;
 293 }
 294
 295 /**
 296  * ima_bprm_check - based on policy, collect/store measurement.
 297  * @bprm: contains the linux_binprm structure
 298  *
 299  * The OS protects against an executable file, already open for write,
 300  * from being executed in deny_write_access() and an executable file,
 301  * already open for execute, from being modified in get_write_access().
 302  * So we can be certain that what we verify and measure here is actually
 303  * what is being executed.
 304  *
 305  * On success return 0.  On integrity appraisal error, assuming the file
 306  * is in policy and IMA-appraisal is in enforcing mode, return -EACCES.
 307  */
 308 int ima_bprm_check(struct linux_binprm *bprm)
 309 {
 310         return process_measurement(bprm->file, NULL, 0, MAY_EXEC,
 311                                    BPRM_CHECK, 0);
 312 }
 313
 314 /**
 315  * ima_path_check - based on policy, collect/store measurement.
 316  * @file: pointer to the file to be measured
 317  * @mask: contains MAY_READ, MAY_WRITE, MAY_EXEC or MAY_APPEND
 318  *
 319  * Measure files based on the ima_must_measure() policy decision.
 320  *
 321  * On success return 0.  On integrity appraisal error, assuming the file
 322  * is in policy and IMA-appraisal is in enforcing mode, return -EACCES.
 323  */
 324 int ima_file_check(struct file *file, int mask, int opened)
 325 {
 326         return process_measurement(file, NULL, 0,
 327                                    mask & (MAY_READ | MAY_WRITE | MAY_EXEC |
 328                                            MAY_APPEND), FILE_CHECK, opened);
 329 }
 330 EXPORT_SYMBOL_GPL(ima_file_check);
 331
 332 /**
 333  * ima_post_path_mknod - mark as a new inode
 334  * @dentry: newly created dentry
 335  *
 336  * Mark files created via the mknodat syscall as new, so that the
 337  * file data can be written later.
 338  */
 339 void ima_post_path_mknod(struct dentry *dentry)
 340 {
 341         struct integrity_iint_cache *iint;
 342         struct inode *inode = dentry->d_inode;
 343         int must_appraise;
 344
 345         must_appraise = ima_must_appraise(inode, MAY_ACCESS, FILE_CHECK);
 346         if (!must_appraise)
 347                 return;
 348
 349         iint = integrity_inode_get(inode);
 350         if (iint)
 351                 iint->flags |= IMA_NEW_FILE;
 352 }
 353
 354 /**
 355  * ima_read_file - pre-measure/appraise hook decision based on policy
 356  * @file: pointer to the file to be measured/appraised/audit
 357  * @read_id: caller identifier
 358  *
 359  * Permit reading a file based on policy. The policy rules are written
 360  * in terms of the policy identifier.  Appraising the integrity of
 361  * a file requires a file descriptor.
 362  *
 363  * For permission return 0, otherwise return -EACCES.
 364  */
 365 int ima_read_file(struct file *file, enum kernel_read_file_id read_id)
 366 {
 367         bool sig_enforce = is_module_sig_enforced();
 368
 369         if (!file && read_id == READING_MODULE) {
 370                 if (!sig_enforce && (ima_appraise & IMA_APPRAISE_MODULES) &&
 371                     (ima_appraise & IMA_APPRAISE_ENFORCE))
 372                         return -EACCES; /* INTEGRITY_UNKNOWN */
 373                 return 0;       /* We rely on module signature checking */
 374         }
 375         return 0;
 376 }
 377
 378 static int read_idmap[READING_MAX_ID] = {
 379         [READING_FIRMWARE] = FIRMWARE_CHECK,
 380         [READING_MODULE] = MODULE_CHECK,
 381         [READING_KEXEC_IMAGE] = KEXEC_KERNEL_CHECK,
 382         [READING_KEXEC_INITRAMFS] = KEXEC_INITRAMFS_CHECK,
 383         [READING_POLICY] = POLICY_CHECK
 384 };
 385
 386 /**
 387  * ima_post_read_file - in memory collect/appraise/audit measurement
 388  * @file: pointer to the file to be measured/appraised/audit
 389  * @buf: pointer to in memory file contents
 390  * @size: size of in memory file contents
 391  * @read_id: caller identifier
 392  *
 393  * Measure/appraise/audit in memory file based on policy.  Policy rules
 394  * are written in terms of a policy identifier.
 395  *
 396  * On success return 0.  On integrity appraisal error, assuming the file
 397  * is in policy and IMA-appraisal is in enforcing mode, return -EACCES.
 398  */
 399 int ima_post_read_file(struct file *file, void *buf, loff_t size,
 400                        enum kernel_read_file_id read_id)
 401 {
 402         enum ima_hooks func;
 403
 404         if (!file && read_id == READING_FIRMWARE) {
 405                 if ((ima_appraise & IMA_APPRAISE_FIRMWARE) &&
 406                     (ima_appraise & IMA_APPRAISE_ENFORCE))
 407                         return -EACCES; /* INTEGRITY_UNKNOWN */
 408                 return 0;
 409         }
 410
 411         if (!file && read_id == READING_MODULE) /* MODULE_SIG_FORCE enabled */
 412                 return 0;
 413
 414         /* permit signed certs */
 415         if (!file && read_id == READING_X509_CERTIFICATE)
 416                 return 0;
 417
 418         if (!file || !buf || size == 0) { /* should never happen */
 419                 if (ima_appraise & IMA_APPRAISE_ENFORCE)
 420                         return -EACCES;
 421                 return 0;
 422         }
 423
 424         func = read_idmap[read_id] ?: FILE_CHECK;
 425         return process_measurement(file, buf, size, MAY_READ, func, 0);
 426 }
 427
 428 static int __init init_ima(void)
 429 {
 430         int error;
 431
 432         ima_init_template_list();
 433         hash_setup(CONFIG_IMA_DEFAULT_HASH);
 434         error = ima_init();
 435         if (!error) {
 436                 ima_initialized = 1;
 437                 ima_update_policy_flag();
 438         }
 439         return error;
 440 }
 441
 442 late_initcall(init_ima);        /* Start IMA after the TPM is available */
 443
 444 MODULE_DESCRIPTION("Integrity Measurement Architecture");
 445 MODULE_LICENSE("GPL");