eCryptfs: fix data types
[powerpc.git] / fs / ecryptfs / crypto.c
1 /**
2  * eCryptfs: Linux filesystem encryption layer
3  *
4  * Copyright (C) 1997-2004 Erez Zadok
5  * Copyright (C) 2001-2004 Stony Brook University
6  * Copyright (C) 2004-2007 International Business Machines Corp.
7  *   Author(s): Michael A. Halcrow <mahalcro@us.ibm.com>
8  *              Michael C. Thompson <mcthomps@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; either version 2 of the
13  * License, or (at your option) any later version.
14  *
15  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
16  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
18  * General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
21  * along with this program; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
23  * 02111-1307, USA.
24  */
25
26 #include <linux/fs.h>
27 #include <linux/mount.h>
28 #include <linux/pagemap.h>
29 #include <linux/random.h>
30 #include <linux/compiler.h>
31 #include <linux/key.h>
32 #include <linux/namei.h>
33 #include <linux/crypto.h>
34 #include <linux/file.h>
35 #include <linux/scatterlist.h>
36 #include "ecryptfs_kernel.h"
37
38 static int
39 ecryptfs_decrypt_page_offset(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
40                              struct page *dst_page, int dst_offset,
41                              struct page *src_page, int src_offset, int size,
42                              unsigned char *iv);
43 static int
44 ecryptfs_encrypt_page_offset(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
45                              struct page *dst_page, int dst_offset,
46                              struct page *src_page, int src_offset, int size,
47                              unsigned char *iv);
48
49 /**
50  * ecryptfs_to_hex
51  * @dst: Buffer to take hex character representation of contents of
52  *       src; must be at least of size (src_size * 2)
53  * @src: Buffer to be converted to a hex string respresentation
54  * @src_size: number of bytes to convert
55  */
56 void ecryptfs_to_hex(char *dst, char *src, size_t src_size)
57 {
58         int x;
59
60         for (x = 0; x < src_size; x++)
61                 sprintf(&dst[x * 2], "%.2x", (unsigned char)src[x]);
62 }
63
64 /**
65  * ecryptfs_from_hex
66  * @dst: Buffer to take the bytes from src hex; must be at least of
67  *       size (src_size / 2)
68  * @src: Buffer to be converted from a hex string respresentation to raw value
69  * @dst_size: size of dst buffer, or number of hex characters pairs to convert
70  */
71 void ecryptfs_from_hex(char *dst, char *src, int dst_size)
72 {
73         int x;
74         char tmp[3] = { 0, };
75
76         for (x = 0; x < dst_size; x++) {
77                 tmp[0] = src[x * 2];
78                 tmp[1] = src[x * 2 + 1];
79                 dst[x] = (unsigned char)simple_strtol(tmp, NULL, 16);
80         }
81 }
82
83 /**
84  * ecryptfs_calculate_md5 - calculates the md5 of @src
85  * @dst: Pointer to 16 bytes of allocated memory
86  * @crypt_stat: Pointer to crypt_stat struct for the current inode
87  * @src: Data to be md5'd
88  * @len: Length of @src
89  *
90  * Uses the allocated crypto context that crypt_stat references to
91  * generate the MD5 sum of the contents of src.
92  */
93 static int ecryptfs_calculate_md5(char *dst,
94                                   struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
95                                   char *src, int len)
96 {
97         struct scatterlist sg;
98         struct hash_desc desc = {
99                 .tfm = crypt_stat->hash_tfm,
100                 .flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP
101         };
102         int rc = 0;
103
104         mutex_lock(&crypt_stat->cs_hash_tfm_mutex);
105         sg_init_one(&sg, (u8 *)src, len);
106         if (!desc.tfm) {
107                 desc.tfm = crypto_alloc_hash(ECRYPTFS_DEFAULT_HASH, 0,
108                                              CRYPTO_ALG_ASYNC);
109                 if (IS_ERR(desc.tfm)) {
110                         rc = PTR_ERR(desc.tfm);
111                         ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting to "
112                                         "allocate crypto context; rc = [%d]\n",
113                                         rc);
114                         goto out;
115                 }
116                 crypt_stat->hash_tfm = desc.tfm;
117         }
118         crypto_hash_init(&desc);
119         crypto_hash_update(&desc, &sg, len);
120         crypto_hash_final(&desc, dst);
121         mutex_unlock(&crypt_stat->cs_hash_tfm_mutex);
122 out:
123         return rc;
124 }
125
126 static int ecryptfs_crypto_api_algify_cipher_name(char **algified_name,
127                                                   char *cipher_name,
128                                                   char *chaining_modifier)
129 {
130         int cipher_name_len = strlen(cipher_name);
131         int chaining_modifier_len = strlen(chaining_modifier);
132         int algified_name_len;
133         int rc;
134
135         algified_name_len = (chaining_modifier_len + cipher_name_len + 3);
136         (*algified_name) = kmalloc(algified_name_len, GFP_KERNEL);
137         if (!(*algified_name)) {
138                 rc = -ENOMEM;
139                 goto out;
140         }
141         snprintf((*algified_name), algified_name_len, "%s(%s)",
142                  chaining_modifier, cipher_name);
143         rc = 0;
144 out:
145         return rc;
146 }
147
148 /**
149  * ecryptfs_derive_iv
150  * @iv: destination for the derived iv vale
151  * @crypt_stat: Pointer to crypt_stat struct for the current inode
152  * @offset: Offset of the extent whose IV we are to derive
153  *
154  * Generate the initialization vector from the given root IV and page
155  * offset.
156  *
157  * Returns zero on success; non-zero on error.
158  */
159 static int ecryptfs_derive_iv(char *iv, struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
160                               loff_t offset)
161 {
162         int rc = 0;
163         char dst[MD5_DIGEST_SIZE];
164         char src[ECRYPTFS_MAX_IV_BYTES + 16];
165
166         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
167                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "root iv:\n");
168                 ecryptfs_dump_hex(crypt_stat->root_iv, crypt_stat->iv_bytes);
169         }
170         /* TODO: It is probably secure to just cast the least
171          * significant bits of the root IV into an unsigned long and
172          * add the offset to that rather than go through all this
173          * hashing business. -Halcrow */
174         memcpy(src, crypt_stat->root_iv, crypt_stat->iv_bytes);
175         memset((src + crypt_stat->iv_bytes), 0, 16);
176         snprintf((src + crypt_stat->iv_bytes), 16, "%lld", offset);
177         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
178                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "source:\n");
179                 ecryptfs_dump_hex(src, (crypt_stat->iv_bytes + 16));
180         }
181         rc = ecryptfs_calculate_md5(dst, crypt_stat, src,
182                                     (crypt_stat->iv_bytes + 16));
183         if (rc) {
184                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error attempting to compute "
185                                 "MD5 while generating IV for a page\n");
186                 goto out;
187         }
188         memcpy(iv, dst, crypt_stat->iv_bytes);
189         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
190                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "derived iv:\n");
191                 ecryptfs_dump_hex(iv, crypt_stat->iv_bytes);
192         }
193 out:
194         return rc;
195 }
196
197 /**
198  * ecryptfs_init_crypt_stat
199  * @crypt_stat: Pointer to the crypt_stat struct to initialize.
200  *
201  * Initialize the crypt_stat structure.
202  */
203 void
204 ecryptfs_init_crypt_stat(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
205 {
206         memset((void *)crypt_stat, 0, sizeof(struct ecryptfs_crypt_stat));
207         INIT_LIST_HEAD(&crypt_stat->keysig_list);
208         mutex_init(&crypt_stat->keysig_list_mutex);
209         mutex_init(&crypt_stat->cs_mutex);
210         mutex_init(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
211         mutex_init(&crypt_stat->cs_hash_tfm_mutex);
212         crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_STRUCT_INITIALIZED;
213 }
214
215 /**
216  * ecryptfs_destroy_crypt_stat
217  * @crypt_stat: Pointer to the crypt_stat struct to initialize.
218  *
219  * Releases all memory associated with a crypt_stat struct.
220  */
221 void ecryptfs_destroy_crypt_stat(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
222 {
223         struct ecryptfs_key_sig *key_sig, *key_sig_tmp;
224
225         if (crypt_stat->tfm)
226                 crypto_free_blkcipher(crypt_stat->tfm);
227         if (crypt_stat->hash_tfm)
228                 crypto_free_hash(crypt_stat->hash_tfm);
229         mutex_lock(&crypt_stat->keysig_list_mutex);
230         list_for_each_entry_safe(key_sig, key_sig_tmp,
231                                  &crypt_stat->keysig_list, crypt_stat_list) {
232                 list_del(&key_sig->crypt_stat_list);
233                 kmem_cache_free(ecryptfs_key_sig_cache, key_sig);
234         }
235         mutex_unlock(&crypt_stat->keysig_list_mutex);
236         memset(crypt_stat, 0, sizeof(struct ecryptfs_crypt_stat));
237 }
238
239 void ecryptfs_destroy_mount_crypt_stat(
240         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat)
241 {
242         struct ecryptfs_global_auth_tok *auth_tok, *auth_tok_tmp;
243
244         if (!(mount_crypt_stat->flags & ECRYPTFS_MOUNT_CRYPT_STAT_INITIALIZED))
245                 return;
246         mutex_lock(&mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
247         list_for_each_entry_safe(auth_tok, auth_tok_tmp,
248                                  &mount_crypt_stat->global_auth_tok_list,
249                                  mount_crypt_stat_list) {
250                 list_del(&auth_tok->mount_crypt_stat_list);
251                 mount_crypt_stat->num_global_auth_toks--;
252                 if (auth_tok->global_auth_tok_key
253                     && !(auth_tok->flags & ECRYPTFS_AUTH_TOK_INVALID))
254                         key_put(auth_tok->global_auth_tok_key);
255                 kmem_cache_free(ecryptfs_global_auth_tok_cache, auth_tok);
256         }
257         mutex_unlock(&mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
258         memset(mount_crypt_stat, 0, sizeof(struct ecryptfs_mount_crypt_stat));
259 }
260
261 /**
262  * virt_to_scatterlist
263  * @addr: Virtual address
264  * @size: Size of data; should be an even multiple of the block size
265  * @sg: Pointer to scatterlist array; set to NULL to obtain only
266  *      the number of scatterlist structs required in array
267  * @sg_size: Max array size
268  *
269  * Fills in a scatterlist array with page references for a passed
270  * virtual address.
271  *
272  * Returns the number of scatterlist structs in array used
273  */
274 int virt_to_scatterlist(const void *addr, int size, struct scatterlist *sg,
275                         int sg_size)
276 {
277         int i = 0;
278         struct page *pg;
279         int offset;
280         int remainder_of_page;
281
282         while (size > 0 && i < sg_size) {
283                 pg = virt_to_page(addr);
284                 offset = offset_in_page(addr);
285                 if (sg) {
286                         sg[i].page = pg;
287                         sg[i].offset = offset;
288                 }
289                 remainder_of_page = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
290                 if (size >= remainder_of_page) {
291                         if (sg)
292                                 sg[i].length = remainder_of_page;
293                         addr += remainder_of_page;
294                         size -= remainder_of_page;
295                 } else {
296                         if (sg)
297                                 sg[i].length = size;
298                         addr += size;
299                         size = 0;
300                 }
301                 i++;
302         }
303         if (size > 0)
304                 return -ENOMEM;
305         return i;
306 }
307
308 /**
309  * encrypt_scatterlist
310  * @crypt_stat: Pointer to the crypt_stat struct to initialize.
311  * @dest_sg: Destination of encrypted data
312  * @src_sg: Data to be encrypted
313  * @size: Length of data to be encrypted
314  * @iv: iv to use during encryption
315  *
316  * Returns the number of bytes encrypted; negative value on error
317  */
318 static int encrypt_scatterlist(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
319                                struct scatterlist *dest_sg,
320                                struct scatterlist *src_sg, int size,
321                                unsigned char *iv)
322 {
323         struct blkcipher_desc desc = {
324                 .tfm = crypt_stat->tfm,
325                 .info = iv,
326                 .flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP
327         };
328         int rc = 0;
329
330         BUG_ON(!crypt_stat || !crypt_stat->tfm
331                || !(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_STRUCT_INITIALIZED));
332         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
333                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Key size [%d]; key:\n",
334                                 crypt_stat->key_size);
335                 ecryptfs_dump_hex(crypt_stat->key,
336                                   crypt_stat->key_size);
337         }
338         /* Consider doing this once, when the file is opened */
339         mutex_lock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
340         rc = crypto_blkcipher_setkey(crypt_stat->tfm, crypt_stat->key,
341                                      crypt_stat->key_size);
342         if (rc) {
343                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error setting key; rc = [%d]\n",
344                                 rc);
345                 mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
346                 rc = -EINVAL;
347                 goto out;
348         }
349         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Encrypting [%d] bytes.\n", size);
350         crypto_blkcipher_encrypt_iv(&desc, dest_sg, src_sg, size);
351         mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
352 out:
353         return rc;
354 }
355
356 static void
357 ecryptfs_extent_to_lwr_pg_idx_and_offset(unsigned long *lower_page_idx,
358                                          int *byte_offset,
359                                          struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
360                                          unsigned long extent_num)
361 {
362         unsigned long lower_extent_num;
363         int extents_occupied_by_headers_at_front;
364         int bytes_occupied_by_headers_at_front;
365         int extent_offset;
366         int extents_per_page;
367
368         bytes_occupied_by_headers_at_front =
369                 (crypt_stat->extent_size
370                  * crypt_stat->num_header_extents_at_front);
371         extents_occupied_by_headers_at_front =
372                 ( bytes_occupied_by_headers_at_front
373                   / crypt_stat->extent_size );
374         lower_extent_num = extents_occupied_by_headers_at_front + extent_num;
375         extents_per_page = PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size;
376         (*lower_page_idx) = lower_extent_num / extents_per_page;
377         extent_offset = lower_extent_num % extents_per_page;
378         (*byte_offset) = extent_offset * crypt_stat->extent_size;
379         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, " * crypt_stat->extent_size = "
380                         "[%d]\n", crypt_stat->extent_size);
381         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, " * crypt_stat->"
382                         "num_header_extents_at_front = [%d]\n",
383                         crypt_stat->num_header_extents_at_front);
384         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, " * extents_occupied_by_headers_at_"
385                         "front = [%d]\n", extents_occupied_by_headers_at_front);
386         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, " * lower_extent_num = [0x%.16x]\n",
387                         lower_extent_num);
388         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, " * extents_per_page = [%d]\n",
389                         extents_per_page);
390         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, " * (*lower_page_idx) = [0x%.16x]\n",
391                         (*lower_page_idx));
392         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, " * extent_offset = [%d]\n",
393                         extent_offset);
394         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, " * (*byte_offset) = [%d]\n",
395                         (*byte_offset));
396 }
397
398 static int ecryptfs_write_out_page(struct ecryptfs_page_crypt_context *ctx,
399                                    struct page *lower_page,
400                                    struct inode *lower_inode,
401                                    int byte_offset_in_page, int bytes_to_write)
402 {
403         int rc = 0;
404
405         if (ctx->mode == ECRYPTFS_PREPARE_COMMIT_MODE) {
406                 rc = ecryptfs_commit_lower_page(lower_page, lower_inode,
407                                                 ctx->param.lower_file,
408                                                 byte_offset_in_page,
409                                                 bytes_to_write);
410                 if (rc) {
411                         ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error calling lower "
412                                         "commit; rc = [%d]\n", rc);
413                         goto out;
414                 }
415         } else {
416                 rc = ecryptfs_writepage_and_release_lower_page(lower_page,
417                                                                lower_inode,
418                                                                ctx->param.wbc);
419                 if (rc) {
420                         ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error calling lower "
421                                         "writepage(); rc = [%d]\n", rc);
422                         goto out;
423                 }
424         }
425 out:
426         return rc;
427 }
428
429 static int ecryptfs_read_in_page(struct ecryptfs_page_crypt_context *ctx,
430                                  struct page **lower_page,
431                                  struct inode *lower_inode,
432                                  unsigned long lower_page_idx,
433                                  int byte_offset_in_page)
434 {
435         int rc = 0;
436
437         if (ctx->mode == ECRYPTFS_PREPARE_COMMIT_MODE) {
438                 /* TODO: Limit this to only the data extents that are
439                  * needed */
440                 rc = ecryptfs_get_lower_page(lower_page, lower_inode,
441                                              ctx->param.lower_file,
442                                              lower_page_idx,
443                                              byte_offset_in_page,
444                                              (PAGE_CACHE_SIZE
445                                               - byte_offset_in_page));
446                 if (rc) {
447                         ecryptfs_printk(
448                                 KERN_ERR, "Error attempting to grab, map, "
449                                 "and prepare_write lower page with index "
450                                 "[0x%.16x]; rc = [%d]\n", lower_page_idx, rc);
451                         goto out;
452                 }
453         } else {
454                 *lower_page = grab_cache_page(lower_inode->i_mapping,
455                                               lower_page_idx);
456                 if (!(*lower_page)) {
457                         rc = -EINVAL;
458                         ecryptfs_printk(
459                                 KERN_ERR, "Error attempting to grab and map "
460                                 "lower page with index [0x%.16x]; rc = [%d]\n",
461                                 lower_page_idx, rc);
462                         goto out;
463                 }
464         }
465 out:
466         return rc;
467 }
468
469 /**
470  * ecryptfs_lower_offset_for_extent
471  *
472  * Convert an eCryptfs page index into a lower byte offset
473  */
474 void ecryptfs_lower_offset_for_extent(loff_t *offset, loff_t extent_num,
475                                       struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
476 {
477         (*offset) = ((crypt_stat->extent_size
478                       * crypt_stat->num_header_extents_at_front)
479                      + (crypt_stat->extent_size * extent_num));
480 }
481
482 /**
483  * ecryptfs_encrypt_extent
484  * @enc_extent_page: Allocated page into which to encrypt the data in
485  *                   @page
486  * @crypt_stat: crypt_stat containing cryptographic context for the
487  *              encryption operation
488  * @page: Page containing plaintext data extent to encrypt
489  * @extent_offset: Page extent offset for use in generating IV
490  *
491  * Encrypts one extent of data.
492  *
493  * Return zero on success; non-zero otherwise
494  */
495 static int ecryptfs_encrypt_extent(struct page *enc_extent_page,
496                                    struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
497                                    struct page *page,
498                                    unsigned long extent_offset)
499 {
500         loff_t extent_base;
501         char extent_iv[ECRYPTFS_MAX_IV_BYTES];
502         int rc;
503
504         extent_base = (((loff_t)page->index)
505                        * (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size));
506         rc = ecryptfs_derive_iv(extent_iv, crypt_stat,
507                                 (extent_base + extent_offset));
508         if (rc) {
509                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting to "
510                                 "derive IV for extent [0x%.16x]; "
511                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
512                                 rc);
513                 goto out;
514         }
515         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
516                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Encrypting extent "
517                                 "with iv:\n");
518                 ecryptfs_dump_hex(extent_iv, crypt_stat->iv_bytes);
519                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes before "
520                                 "encryption:\n");
521                 ecryptfs_dump_hex((char *)
522                                   (page_address(page)
523                                    + (extent_offset * crypt_stat->extent_size)),
524                                   8);
525         }
526         rc = ecryptfs_encrypt_page_offset(crypt_stat, enc_extent_page, 0,
527                                           page, (extent_offset
528                                                  * crypt_stat->extent_size),
529                                           crypt_stat->extent_size, extent_iv);
530         if (rc < 0) {
531                 printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to encrypt page with "
532                        "page->index = [%ld], extent_offset = [%ld]; "
533                        "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, page->index, extent_offset,
534                        rc);
535                 goto out;
536         }
537         rc = 0;
538         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
539                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Encrypt extent [0x%.16x]; "
540                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
541                                 rc);
542                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes after "
543                                 "encryption:\n");
544                 ecryptfs_dump_hex((char *)(page_address(enc_extent_page)), 8);
545         }
546 out:
547         return rc;
548 }
549
550 /**
551  * ecryptfs_encrypt_page
552  * @page: Page mapped from the eCryptfs inode for the file; contains
553  *        decrypted content that needs to be encrypted (to a temporary
554  *        page; not in place) and written out to the lower file
555  *
556  * Encrypt an eCryptfs page. This is done on a per-extent basis. Note
557  * that eCryptfs pages may straddle the lower pages -- for instance,
558  * if the file was created on a machine with an 8K page size
559  * (resulting in an 8K header), and then the file is copied onto a
560  * host with a 32K page size, then when reading page 0 of the eCryptfs
561  * file, 24K of page 0 of the lower file will be read and decrypted,
562  * and then 8K of page 1 of the lower file will be read and decrypted.
563  *
564  * Returns zero on success; negative on error
565  */
566 int ecryptfs_encrypt_page(struct page *page)
567 {
568         struct inode *ecryptfs_inode;
569         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat;
570         char *enc_extent_virt = NULL;
571         struct page *enc_extent_page;
572         loff_t extent_offset;
573         int rc = 0;
574
575         ecryptfs_inode = page->mapping->host;
576         crypt_stat =
577                 &(ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat);
578         if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED)) {
579                 rc = ecryptfs_write_lower_page_segment(ecryptfs_inode, page,
580                                                        0, PAGE_CACHE_SIZE);
581                 if (rc)
582                         printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to copy "
583                                "page at index [%ld]\n", __FUNCTION__,
584                                page->index);
585                 goto out;
586         }
587         enc_extent_virt = kmalloc(PAGE_CACHE_SIZE, GFP_USER);
588         if (!enc_extent_virt) {
589                 rc = -ENOMEM;
590                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error allocating memory for "
591                                 "encrypted extent\n");
592                 goto out;
593         }
594         enc_extent_page = virt_to_page(enc_extent_virt);
595         for (extent_offset = 0;
596              extent_offset < (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size);
597              extent_offset++) {
598                 loff_t offset;
599
600                 rc = ecryptfs_encrypt_extent(enc_extent_page, crypt_stat, page,
601                                              extent_offset);
602                 if (rc) {
603                         printk(KERN_ERR "%s: Error encrypting extent; "
604                                "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, rc);
605                         goto out;
606                 }
607                 ecryptfs_lower_offset_for_extent(
608                         &offset, ((((loff_t)page->index)
609                                    * (PAGE_CACHE_SIZE
610                                       / crypt_stat->extent_size))
611                                   + extent_offset), crypt_stat);
612                 rc = ecryptfs_write_lower(ecryptfs_inode, enc_extent_virt,
613                                           offset, crypt_stat->extent_size);
614                 if (rc) {
615                         ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting "
616                                         "to write lower page; rc = [%d]"
617                                         "\n", rc);
618                         goto out;
619                 }
620                 extent_offset++;
621         }
622 out:
623         kfree(enc_extent_virt);
624         return rc;
625 }
626
627 static int ecryptfs_decrypt_extent(struct page *page,
628                                    struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
629                                    struct page *enc_extent_page,
630                                    unsigned long extent_offset)
631 {
632         loff_t extent_base;
633         char extent_iv[ECRYPTFS_MAX_IV_BYTES];
634         int rc;
635
636         extent_base = (((loff_t)page->index)
637                        * (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size));
638         rc = ecryptfs_derive_iv(extent_iv, crypt_stat,
639                                 (extent_base + extent_offset));
640         if (rc) {
641                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting to "
642                                 "derive IV for extent [0x%.16x]; "
643                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
644                                 rc);
645                 goto out;
646         }
647         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
648                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Decrypting extent "
649                                 "with iv:\n");
650                 ecryptfs_dump_hex(extent_iv, crypt_stat->iv_bytes);
651                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes before "
652                                 "decryption:\n");
653                 ecryptfs_dump_hex((char *)
654                                   (page_address(enc_extent_page)
655                                    + (extent_offset * crypt_stat->extent_size)),
656                                   8);
657         }
658         rc = ecryptfs_decrypt_page_offset(crypt_stat, page,
659                                           (extent_offset
660                                            * crypt_stat->extent_size),
661                                           enc_extent_page, 0,
662                                           crypt_stat->extent_size, extent_iv);
663         if (rc < 0) {
664                 printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to decrypt to page with "
665                        "page->index = [%ld], extent_offset = [%ld]; "
666                        "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, page->index, extent_offset,
667                        rc);
668                 goto out;
669         }
670         rc = 0;
671         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
672                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Decrypt extent [0x%.16x]; "
673                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
674                                 rc);
675                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes after "
676                                 "decryption:\n");
677                 ecryptfs_dump_hex((char *)(page_address(page)
678                                            + (extent_offset
679                                               * crypt_stat->extent_size)), 8);
680         }
681 out:
682         return rc;
683 }
684
685 /**
686  * ecryptfs_decrypt_page
687  * @page: Page mapped from the eCryptfs inode for the file; data read
688  *        and decrypted from the lower file will be written into this
689  *        page
690  *
691  * Decrypt an eCryptfs page. This is done on a per-extent basis. Note
692  * that eCryptfs pages may straddle the lower pages -- for instance,
693  * if the file was created on a machine with an 8K page size
694  * (resulting in an 8K header), and then the file is copied onto a
695  * host with a 32K page size, then when reading page 0 of the eCryptfs
696  * file, 24K of page 0 of the lower file will be read and decrypted,
697  * and then 8K of page 1 of the lower file will be read and decrypted.
698  *
699  * Returns zero on success; negative on error
700  */
701 int ecryptfs_decrypt_page(struct page *page)
702 {
703         struct inode *ecryptfs_inode;
704         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat;
705         char *enc_extent_virt = NULL;
706         struct page *enc_extent_page;
707         unsigned long extent_offset;
708         int rc = 0;
709
710         ecryptfs_inode = page->mapping->host;
711         crypt_stat =
712                 &(ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat);
713         if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED)) {
714                 rc = ecryptfs_read_lower_page_segment(page, page->index, 0,
715                                                       PAGE_CACHE_SIZE,
716                                                       ecryptfs_inode);
717                 if (rc)
718                         printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to copy "
719                                "page at index [%ld]\n", __FUNCTION__,
720                                page->index);
721                 goto out_clear_uptodate;
722         }
723         enc_extent_virt = kmalloc(PAGE_CACHE_SIZE, GFP_USER);
724         if (!enc_extent_virt) {
725                 rc = -ENOMEM;
726                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error allocating memory for "
727                                 "encrypted extent\n");
728                 goto out_clear_uptodate;
729         }
730         enc_extent_page = virt_to_page(enc_extent_virt);
731         for (extent_offset = 0;
732              extent_offset < (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size);
733              extent_offset++) {
734                 loff_t offset;
735
736                 ecryptfs_lower_offset_for_extent(
737                         &offset, ((page->index * (PAGE_CACHE_SIZE
738                                                   / crypt_stat->extent_size))
739                                   + extent_offset), crypt_stat);
740                 rc = ecryptfs_read_lower(enc_extent_virt, offset,
741                                          crypt_stat->extent_size,
742                                          ecryptfs_inode);
743                 if (rc) {
744                         ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting "
745                                         "to read lower page; rc = [%d]"
746                                         "\n", rc);
747                         goto out_clear_uptodate;
748                 }
749                 rc = ecryptfs_decrypt_extent(page, crypt_stat, enc_extent_page,
750                                              extent_offset);
751                 if (rc) {
752                         printk(KERN_ERR "%s: Error encrypting extent; "
753                                "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, rc);
754                         goto out_clear_uptodate;
755                 }
756                 extent_offset++;
757         }
758         SetPageUptodate(page);
759         goto out;
760 out_clear_uptodate:
761         ClearPageUptodate(page);
762 out:
763         kfree(enc_extent_virt);
764         return rc;
765 }
766
767 /**
768  * decrypt_scatterlist
769  * @crypt_stat: Cryptographic context
770  * @dest_sg: The destination scatterlist to decrypt into
771  * @src_sg: The source scatterlist to decrypt from
772  * @size: The number of bytes to decrypt
773  * @iv: The initialization vector to use for the decryption
774  *
775  * Returns the number of bytes decrypted; negative value on error
776  */
777 static int decrypt_scatterlist(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
778                                struct scatterlist *dest_sg,
779                                struct scatterlist *src_sg, int size,
780                                unsigned char *iv)
781 {
782         struct blkcipher_desc desc = {
783                 .tfm = crypt_stat->tfm,
784                 .info = iv,
785                 .flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP
786         };
787         int rc = 0;
788
789         /* Consider doing this once, when the file is opened */
790         mutex_lock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
791         rc = crypto_blkcipher_setkey(crypt_stat->tfm, crypt_stat->key,
792                                      crypt_stat->key_size);
793         if (rc) {
794                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error setting key; rc = [%d]\n",
795                                 rc);
796                 mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
797                 rc = -EINVAL;
798                 goto out;
799         }
800         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Decrypting [%d] bytes.\n", size);
801         rc = crypto_blkcipher_decrypt_iv(&desc, dest_sg, src_sg, size);
802         mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
803         if (rc) {
804                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error decrypting; rc = [%d]\n",
805                                 rc);
806                 goto out;
807         }
808         rc = size;
809 out:
810         return rc;
811 }
812
813 /**
814  * ecryptfs_encrypt_page_offset
815  * @crypt_stat: The cryptographic context
816  * @dst_page: The page to encrypt into
817  * @dst_offset: The offset in the page to encrypt into
818  * @src_page: The page to encrypt from
819  * @src_offset: The offset in the page to encrypt from
820  * @size: The number of bytes to encrypt
821  * @iv: The initialization vector to use for the encryption
822  *
823  * Returns the number of bytes encrypted
824  */
825 static int
826 ecryptfs_encrypt_page_offset(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
827                              struct page *dst_page, int dst_offset,
828                              struct page *src_page, int src_offset, int size,
829                              unsigned char *iv)
830 {
831         struct scatterlist src_sg, dst_sg;
832
833         src_sg.page = src_page;
834         src_sg.offset = src_offset;
835         src_sg.length = size;
836         dst_sg.page = dst_page;
837         dst_sg.offset = dst_offset;
838         dst_sg.length = size;
839         return encrypt_scatterlist(crypt_stat, &dst_sg, &src_sg, size, iv);
840 }
841
842 /**
843  * ecryptfs_decrypt_page_offset
844  * @crypt_stat: The cryptographic context
845  * @dst_page: The page to decrypt into
846  * @dst_offset: The offset in the page to decrypt into
847  * @src_page: The page to decrypt from
848  * @src_offset: The offset in the page to decrypt from
849  * @size: The number of bytes to decrypt
850  * @iv: The initialization vector to use for the decryption
851  *
852  * Returns the number of bytes decrypted
853  */
854 static int
855 ecryptfs_decrypt_page_offset(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
856                              struct page *dst_page, int dst_offset,
857                              struct page *src_page, int src_offset, int size,
858                              unsigned char *iv)
859 {
860         struct scatterlist src_sg, dst_sg;
861
862         src_sg.page = src_page;
863         src_sg.offset = src_offset;
864         src_sg.length = size;
865         dst_sg.page = dst_page;
866         dst_sg.offset = dst_offset;
867         dst_sg.length = size;
868         return decrypt_scatterlist(crypt_stat, &dst_sg, &src_sg, size, iv);
869 }
870
871 #define ECRYPTFS_MAX_SCATTERLIST_LEN 4
872
873 /**
874  * ecryptfs_init_crypt_ctx
875  * @crypt_stat: Uninitilized crypt stats structure
876  *
877  * Initialize the crypto context.
878  *
879  * TODO: Performance: Keep a cache of initialized cipher contexts;
880  * only init if needed
881  */
882 int ecryptfs_init_crypt_ctx(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
883 {
884         char *full_alg_name;
885         int rc = -EINVAL;
886
887         if (!crypt_stat->cipher) {
888                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "No cipher specified\n");
889                 goto out;
890         }
891         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG,
892                         "Initializing cipher [%s]; strlen = [%d]; "
893                         "key_size_bits = [%d]\n",
894                         crypt_stat->cipher, (int)strlen(crypt_stat->cipher),
895                         crypt_stat->key_size << 3);
896         if (crypt_stat->tfm) {
897                 rc = 0;
898                 goto out;
899         }
900         mutex_lock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
901         rc = ecryptfs_crypto_api_algify_cipher_name(&full_alg_name,
902                                                     crypt_stat->cipher, "cbc");
903         if (rc)
904                 goto out;
905         crypt_stat->tfm = crypto_alloc_blkcipher(full_alg_name, 0,
906                                                  CRYPTO_ALG_ASYNC);
907         kfree(full_alg_name);
908         if (IS_ERR(crypt_stat->tfm)) {
909                 rc = PTR_ERR(crypt_stat->tfm);
910                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "cryptfs: init_crypt_ctx(): "
911                                 "Error initializing cipher [%s]\n",
912                                 crypt_stat->cipher);
913                 mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
914                 goto out;
915         }
916         crypto_blkcipher_set_flags(crypt_stat->tfm, CRYPTO_TFM_REQ_WEAK_KEY);
917         mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
918         rc = 0;
919 out:
920         return rc;
921 }
922
923 static void set_extent_mask_and_shift(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
924 {
925         int extent_size_tmp;
926
927         crypt_stat->extent_mask = 0xFFFFFFFF;
928         crypt_stat->extent_shift = 0;
929         if (crypt_stat->extent_size == 0)
930                 return;
931         extent_size_tmp = crypt_stat->extent_size;
932         while ((extent_size_tmp & 0x01) == 0) {
933                 extent_size_tmp >>= 1;
934                 crypt_stat->extent_mask <<= 1;
935                 crypt_stat->extent_shift++;
936         }
937 }
938
939 void ecryptfs_set_default_sizes(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
940 {
941         /* Default values; may be overwritten as we are parsing the
942          * packets. */
943         crypt_stat->extent_size = ECRYPTFS_DEFAULT_EXTENT_SIZE;
944         set_extent_mask_and_shift(crypt_stat);
945         crypt_stat->iv_bytes = ECRYPTFS_DEFAULT_IV_BYTES;
946         if (crypt_stat->flags & ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR)
947                 crypt_stat->num_header_extents_at_front = 0;
948         else {
949                 if (PAGE_CACHE_SIZE <= ECRYPTFS_MINIMUM_HEADER_EXTENT_SIZE)
950                         crypt_stat->num_header_extents_at_front =
951                                 (ECRYPTFS_MINIMUM_HEADER_EXTENT_SIZE
952                                  / crypt_stat->extent_size);
953                 else
954                         crypt_stat->num_header_extents_at_front =
955                                 (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size);
956         }
957 }
958
959 /**
960  * ecryptfs_compute_root_iv
961  * @crypt_stats
962  *
963  * On error, sets the root IV to all 0's.
964  */
965 int ecryptfs_compute_root_iv(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
966 {
967         int rc = 0;
968         char dst[MD5_DIGEST_SIZE];
969
970         BUG_ON(crypt_stat->iv_bytes > MD5_DIGEST_SIZE);
971         BUG_ON(crypt_stat->iv_bytes <= 0);
972         if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_KEY_VALID)) {
973                 rc = -EINVAL;
974                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Session key not valid; "
975                                 "cannot generate root IV\n");
976                 goto out;
977         }
978         rc = ecryptfs_calculate_md5(dst, crypt_stat, crypt_stat->key,
979                                     crypt_stat->key_size);
980         if (rc) {
981                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error attempting to compute "
982                                 "MD5 while generating root IV\n");
983                 goto out;
984         }
985         memcpy(crypt_stat->root_iv, dst, crypt_stat->iv_bytes);
986 out:
987         if (rc) {
988                 memset(crypt_stat->root_iv, 0, crypt_stat->iv_bytes);
989                 crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_SECURITY_WARNING;
990         }
991         return rc;
992 }
993
994 static void ecryptfs_generate_new_key(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
995 {
996         get_random_bytes(crypt_stat->key, crypt_stat->key_size);
997         crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_KEY_VALID;
998         ecryptfs_compute_root_iv(crypt_stat);
999         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
1000                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Generated new session key:\n");
1001                 ecryptfs_dump_hex(crypt_stat->key,
1002                                   crypt_stat->key_size);
1003         }
1004 }
1005
1006 /**
1007  * ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags
1008  * @crypt_stat: The inode's cryptographic context
1009  * @mount_crypt_stat: The mount point's cryptographic context
1010  *
1011  * This function propagates the mount-wide flags to individual inode
1012  * flags.
1013  */
1014 static void ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(
1015         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1016         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat)
1017 {
1018         if (mount_crypt_stat->flags & ECRYPTFS_XATTR_METADATA_ENABLED)
1019                 crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR;
1020         if (mount_crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED_VIEW_ENABLED)
1021                 crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_VIEW_AS_ENCRYPTED;
1022 }
1023
1024 static int ecryptfs_copy_mount_wide_sigs_to_inode_sigs(
1025         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1026         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat)
1027 {
1028         struct ecryptfs_global_auth_tok *global_auth_tok;
1029         int rc = 0;
1030
1031         mutex_lock(&mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
1032         list_for_each_entry(global_auth_tok,
1033                             &mount_crypt_stat->global_auth_tok_list,
1034                             mount_crypt_stat_list) {
1035                 rc = ecryptfs_add_keysig(crypt_stat, global_auth_tok->sig);
1036                 if (rc) {
1037                         printk(KERN_ERR "Error adding keysig; rc = [%d]\n", rc);
1038                         mutex_unlock(
1039                                 &mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
1040                         goto out;
1041                 }
1042         }
1043         mutex_unlock(&mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
1044 out:
1045         return rc;
1046 }
1047
1048 /**
1049  * ecryptfs_set_default_crypt_stat_vals
1050  * @crypt_stat: The inode's cryptographic context
1051  * @mount_crypt_stat: The mount point's cryptographic context
1052  *
1053  * Default values in the event that policy does not override them.
1054  */
1055 static void ecryptfs_set_default_crypt_stat_vals(
1056         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1057         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat)
1058 {
1059         ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(crypt_stat,
1060                                                       mount_crypt_stat);
1061         ecryptfs_set_default_sizes(crypt_stat);
1062         strcpy(crypt_stat->cipher, ECRYPTFS_DEFAULT_CIPHER);
1063         crypt_stat->key_size = ECRYPTFS_DEFAULT_KEY_BYTES;
1064         crypt_stat->flags &= ~(ECRYPTFS_KEY_VALID);
1065         crypt_stat->file_version = ECRYPTFS_FILE_VERSION;
1066         crypt_stat->mount_crypt_stat = mount_crypt_stat;
1067 }
1068
1069 /**
1070  * ecryptfs_new_file_context
1071  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
1072  *
1073  * If the crypto context for the file has not yet been established,
1074  * this is where we do that.  Establishing a new crypto context
1075  * involves the following decisions:
1076  *  - What cipher to use?
1077  *  - What set of authentication tokens to use?
1078  * Here we just worry about getting enough information into the
1079  * authentication tokens so that we know that they are available.
1080  * We associate the available authentication tokens with the new file
1081  * via the set of signatures in the crypt_stat struct.  Later, when
1082  * the headers are actually written out, we may again defer to
1083  * userspace to perform the encryption of the session key; for the
1084  * foreseeable future, this will be the case with public key packets.
1085  *
1086  * Returns zero on success; non-zero otherwise
1087  */
1088 int ecryptfs_new_file_context(struct dentry *ecryptfs_dentry)
1089 {
1090         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
1091             &ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_dentry->d_inode)->crypt_stat;
1092         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat =
1093             &ecryptfs_superblock_to_private(
1094                     ecryptfs_dentry->d_sb)->mount_crypt_stat;
1095         int cipher_name_len;
1096         int rc = 0;
1097
1098         ecryptfs_set_default_crypt_stat_vals(crypt_stat, mount_crypt_stat);
1099         crypt_stat->flags |= (ECRYPTFS_ENCRYPTED | ECRYPTFS_KEY_VALID);
1100         ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(crypt_stat,
1101                                                       mount_crypt_stat);
1102         rc = ecryptfs_copy_mount_wide_sigs_to_inode_sigs(crypt_stat,
1103                                                          mount_crypt_stat);
1104         if (rc) {
1105                 printk(KERN_ERR "Error attempting to copy mount-wide key sigs "
1106                        "to the inode key sigs; rc = [%d]\n", rc);
1107                 goto out;
1108         }
1109         cipher_name_len =
1110                 strlen(mount_crypt_stat->global_default_cipher_name);
1111         memcpy(crypt_stat->cipher,
1112                mount_crypt_stat->global_default_cipher_name,
1113                cipher_name_len);
1114         crypt_stat->cipher[cipher_name_len] = '\0';
1115         crypt_stat->key_size =
1116                 mount_crypt_stat->global_default_cipher_key_size;
1117         ecryptfs_generate_new_key(crypt_stat);
1118         rc = ecryptfs_init_crypt_ctx(crypt_stat);
1119         if (rc)
1120                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error initializing cryptographic "
1121                                 "context for cipher [%s]: rc = [%d]\n",
1122                                 crypt_stat->cipher, rc);
1123 out:
1124         return rc;
1125 }
1126
1127 /**
1128  * contains_ecryptfs_marker - check for the ecryptfs marker
1129  * @data: The data block in which to check
1130  *
1131  * Returns one if marker found; zero if not found
1132  */
1133 static int contains_ecryptfs_marker(char *data)
1134 {
1135         u32 m_1, m_2;
1136
1137         memcpy(&m_1, data, 4);
1138         m_1 = be32_to_cpu(m_1);
1139         memcpy(&m_2, (data + 4), 4);
1140         m_2 = be32_to_cpu(m_2);
1141         if ((m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER) == m_2)
1142                 return 1;
1143         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "m_1 = [0x%.8x]; m_2 = [0x%.8x]; "
1144                         "MAGIC_ECRYPTFS_MARKER = [0x%.8x]\n", m_1, m_2,
1145                         MAGIC_ECRYPTFS_MARKER);
1146         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "(m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER) = "
1147                         "[0x%.8x]\n", (m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER));
1148         return 0;
1149 }
1150
1151 struct ecryptfs_flag_map_elem {
1152         u32 file_flag;
1153         u32 local_flag;
1154 };
1155
1156 /* Add support for additional flags by adding elements here. */
1157 static struct ecryptfs_flag_map_elem ecryptfs_flag_map[] = {
1158         {0x00000001, ECRYPTFS_ENABLE_HMAC},
1159         {0x00000002, ECRYPTFS_ENCRYPTED},
1160         {0x00000004, ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR}
1161 };
1162
1163 /**
1164  * ecryptfs_process_flags
1165  * @crypt_stat: The cryptographic context
1166  * @page_virt: Source data to be parsed
1167  * @bytes_read: Updated with the number of bytes read
1168  *
1169  * Returns zero on success; non-zero if the flag set is invalid
1170  */
1171 static int ecryptfs_process_flags(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1172                                   char *page_virt, int *bytes_read)
1173 {
1174         int rc = 0;
1175         int i;
1176         u32 flags;
1177
1178         memcpy(&flags, page_virt, 4);
1179         flags = be32_to_cpu(flags);
1180         for (i = 0; i < ((sizeof(ecryptfs_flag_map)
1181                           / sizeof(struct ecryptfs_flag_map_elem))); i++)
1182                 if (flags & ecryptfs_flag_map[i].file_flag) {
1183                         crypt_stat->flags |= ecryptfs_flag_map[i].local_flag;
1184                 } else
1185                         crypt_stat->flags &= ~(ecryptfs_flag_map[i].local_flag);
1186         /* Version is in top 8 bits of the 32-bit flag vector */
1187         crypt_stat->file_version = ((flags >> 24) & 0xFF);
1188         (*bytes_read) = 4;
1189         return rc;
1190 }
1191
1192 /**
1193  * write_ecryptfs_marker
1194  * @page_virt: The pointer to in a page to begin writing the marker
1195  * @written: Number of bytes written
1196  *
1197  * Marker = 0x3c81b7f5
1198  */
1199 static void write_ecryptfs_marker(char *page_virt, size_t *written)
1200 {
1201         u32 m_1, m_2;
1202
1203         get_random_bytes(&m_1, (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2));
1204         m_2 = (m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER);
1205         m_1 = cpu_to_be32(m_1);
1206         memcpy(page_virt, &m_1, (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2));
1207         m_2 = cpu_to_be32(m_2);
1208         memcpy(page_virt + (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2), &m_2,
1209                (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2));
1210         (*written) = MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES;
1211 }
1212
1213 static void
1214 write_ecryptfs_flags(char *page_virt, struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1215                      size_t *written)
1216 {
1217         u32 flags = 0;
1218         int i;
1219
1220         for (i = 0; i < ((sizeof(ecryptfs_flag_map)
1221                           / sizeof(struct ecryptfs_flag_map_elem))); i++)
1222                 if (crypt_stat->flags & ecryptfs_flag_map[i].local_flag)
1223                         flags |= ecryptfs_flag_map[i].file_flag;
1224         /* Version is in top 8 bits of the 32-bit flag vector */
1225         flags |= ((((u8)crypt_stat->file_version) << 24) & 0xFF000000);
1226         flags = cpu_to_be32(flags);
1227         memcpy(page_virt, &flags, 4);
1228         (*written) = 4;
1229 }
1230
1231 struct ecryptfs_cipher_code_str_map_elem {
1232         char cipher_str[16];
1233         u16 cipher_code;
1234 };
1235
1236 /* Add support for additional ciphers by adding elements here. The
1237  * cipher_code is whatever OpenPGP applicatoins use to identify the
1238  * ciphers. List in order of probability. */
1239 static struct ecryptfs_cipher_code_str_map_elem
1240 ecryptfs_cipher_code_str_map[] = {
1241         {"aes",RFC2440_CIPHER_AES_128 },
1242         {"blowfish", RFC2440_CIPHER_BLOWFISH},
1243         {"des3_ede", RFC2440_CIPHER_DES3_EDE},
1244         {"cast5", RFC2440_CIPHER_CAST_5},
1245         {"twofish", RFC2440_CIPHER_TWOFISH},
1246         {"cast6", RFC2440_CIPHER_CAST_6},
1247         {"aes", RFC2440_CIPHER_AES_192},
1248         {"aes", RFC2440_CIPHER_AES_256}
1249 };
1250
1251 /**
1252  * ecryptfs_code_for_cipher_string
1253  * @crypt_stat: The cryptographic context
1254  *
1255  * Returns zero on no match, or the cipher code on match
1256  */
1257 u16 ecryptfs_code_for_cipher_string(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
1258 {
1259         int i;
1260         u16 code = 0;
1261         struct ecryptfs_cipher_code_str_map_elem *map =
1262                 ecryptfs_cipher_code_str_map;
1263
1264         if (strcmp(crypt_stat->cipher, "aes") == 0) {
1265                 switch (crypt_stat->key_size) {
1266                 case 16:
1267                         code = RFC2440_CIPHER_AES_128;
1268                         break;
1269                 case 24:
1270                         code = RFC2440_CIPHER_AES_192;
1271                         break;
1272                 case 32:
1273                         code = RFC2440_CIPHER_AES_256;
1274                 }
1275         } else {
1276                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ecryptfs_cipher_code_str_map); i++)
1277                         if (strcmp(crypt_stat->cipher, map[i].cipher_str) == 0){
1278                                 code = map[i].cipher_code;
1279                                 break;
1280                         }
1281         }
1282         return code;
1283 }
1284
1285 /**
1286  * ecryptfs_cipher_code_to_string
1287  * @str: Destination to write out the cipher name
1288  * @cipher_code: The code to convert to cipher name string
1289  *
1290  * Returns zero on success
1291  */
1292 int ecryptfs_cipher_code_to_string(char *str, u16 cipher_code)
1293 {
1294         int rc = 0;
1295         int i;
1296
1297         str[0] = '\0';
1298         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ecryptfs_cipher_code_str_map); i++)
1299                 if (cipher_code == ecryptfs_cipher_code_str_map[i].cipher_code)
1300                         strcpy(str, ecryptfs_cipher_code_str_map[i].cipher_str);
1301         if (str[0] == '\0') {
1302                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Cipher code not recognized: "
1303                                 "[%d]\n", cipher_code);
1304                 rc = -EINVAL;
1305         }
1306         return rc;
1307 }
1308
1309 /**
1310  * ecryptfs_read_header_region
1311  * @data: The virtual address to write header region data into
1312  * @dentry: The lower dentry
1313  * @mnt: The lower VFS mount
1314  *
1315  * Returns zero on success; non-zero otherwise
1316  */
1317 static int ecryptfs_read_header_region(char *data, struct dentry *dentry,
1318                                        struct vfsmount *mnt)
1319 {
1320         struct file *lower_file;
1321         mm_segment_t oldfs;
1322         int rc;
1323
1324         rc = ecryptfs_open_lower_file(&lower_file, dentry, mnt, O_RDONLY);
1325         if (rc) {
1326                 printk(KERN_ERR
1327                        "Error opening lower_file to read header region\n");
1328                 goto out;
1329         }
1330         lower_file->f_pos = 0;
1331         oldfs = get_fs();
1332         set_fs(get_ds());
1333         rc = lower_file->f_op->read(lower_file, (char __user *)data,
1334                               ECRYPTFS_DEFAULT_EXTENT_SIZE, &lower_file->f_pos);
1335         set_fs(oldfs);
1336         rc = ecryptfs_close_lower_file(lower_file);
1337         if (rc) {
1338                 printk(KERN_ERR "Error closing lower_file\n");
1339                 goto out;
1340         }
1341         rc = 0;
1342 out:
1343         return rc;
1344 }
1345
1346 int ecryptfs_read_and_validate_header_region(char *data,
1347                                              struct inode *ecryptfs_inode)
1348 {
1349         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
1350                 &(ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat);
1351         int rc;
1352
1353         rc = ecryptfs_read_lower(data, 0, crypt_stat->extent_size,
1354                                  ecryptfs_inode);
1355         if (rc) {
1356                 printk(KERN_ERR "%s: Error reading header region; rc = [%d]\n",
1357                        __FUNCTION__, rc);
1358                 goto out;
1359         }
1360         if (!contains_ecryptfs_marker(data + ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES)) {
1361                 rc = -EINVAL;
1362                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Valid marker not found\n");
1363         }
1364 out:
1365         return rc;
1366 }
1367
1368 void
1369 ecryptfs_write_header_metadata(char *virt,
1370                                struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1371                                size_t *written)
1372 {
1373         u32 header_extent_size;
1374         u16 num_header_extents_at_front;
1375
1376         header_extent_size = (u32)crypt_stat->extent_size;
1377         num_header_extents_at_front =
1378                 (u16)crypt_stat->num_header_extents_at_front;
1379         header_extent_size = cpu_to_be32(header_extent_size);
1380         memcpy(virt, &header_extent_size, 4);
1381         virt += 4;
1382         num_header_extents_at_front = cpu_to_be16(num_header_extents_at_front);
1383         memcpy(virt, &num_header_extents_at_front, 2);
1384         (*written) = 6;
1385 }
1386
1387 struct kmem_cache *ecryptfs_header_cache_0;
1388 struct kmem_cache *ecryptfs_header_cache_1;
1389 struct kmem_cache *ecryptfs_header_cache_2;
1390
1391 /**
1392  * ecryptfs_write_headers_virt
1393  * @page_virt: The virtual address to write the headers to
1394  * @size: Set to the number of bytes written by this function
1395  * @crypt_stat: The cryptographic context
1396  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
1397  *
1398  * Format version: 1
1399  *
1400  *   Header Extent:
1401  *     Octets 0-7:        Unencrypted file size (big-endian)
1402  *     Octets 8-15:       eCryptfs special marker
1403  *     Octets 16-19:      Flags
1404  *      Octet 16:         File format version number (between 0 and 255)
1405  *      Octets 17-18:     Reserved
1406  *      Octet 19:         Bit 1 (lsb): Reserved
1407  *                        Bit 2: Encrypted?
1408  *                        Bits 3-8: Reserved
1409  *     Octets 20-23:      Header extent size (big-endian)
1410  *     Octets 24-25:      Number of header extents at front of file
1411  *                        (big-endian)
1412  *     Octet  26:         Begin RFC 2440 authentication token packet set
1413  *   Data Extent 0:
1414  *     Lower data (CBC encrypted)
1415  *   Data Extent 1:
1416  *     Lower data (CBC encrypted)
1417  *   ...
1418  *
1419  * Returns zero on success
1420  */
1421 static int ecryptfs_write_headers_virt(char *page_virt, size_t *size,
1422                                        struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1423                                        struct dentry *ecryptfs_dentry)
1424 {
1425         int rc;
1426         size_t written;
1427         size_t offset;
1428
1429         offset = ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES;
1430         write_ecryptfs_marker((page_virt + offset), &written);
1431         offset += written;
1432         write_ecryptfs_flags((page_virt + offset), crypt_stat, &written);
1433         offset += written;
1434         ecryptfs_write_header_metadata((page_virt + offset), crypt_stat,
1435                                        &written);
1436         offset += written;
1437         rc = ecryptfs_generate_key_packet_set((page_virt + offset), crypt_stat,
1438                                               ecryptfs_dentry, &written,
1439                                               PAGE_CACHE_SIZE - offset);
1440         if (rc)
1441                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error generating key packet "
1442                                 "set; rc = [%d]\n", rc);
1443         if (size) {
1444                 offset += written;
1445                 *size = offset;
1446         }
1447         return rc;
1448 }
1449
1450 static int
1451 ecryptfs_write_metadata_to_contents(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1452                                     struct dentry *ecryptfs_dentry,
1453                                     char *page_virt)
1454 {
1455         int current_header_page;
1456         int header_pages;
1457         int rc;
1458
1459         rc = ecryptfs_write_lower(ecryptfs_dentry->d_inode, page_virt,
1460                                   0, PAGE_CACHE_SIZE);
1461         if (rc) {
1462                 printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to write header "
1463                        "information to lower file; rc = [%d]\n", __FUNCTION__,
1464                        rc);
1465                 goto out;
1466         }
1467         header_pages = ((crypt_stat->extent_size
1468                          * crypt_stat->num_header_extents_at_front)
1469                         / PAGE_CACHE_SIZE);
1470         memset(page_virt, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1471         current_header_page = 1;
1472         while (current_header_page < header_pages) {
1473                 loff_t offset;
1474
1475                 offset = (((loff_t)current_header_page) << PAGE_CACHE_SHIFT);
1476                 if ((rc = ecryptfs_write_lower(ecryptfs_dentry->d_inode,
1477                                                page_virt, offset,
1478                                                PAGE_CACHE_SIZE))) {
1479                         printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to write header "
1480                                "information to lower file; rc = [%d]\n",
1481                                __FUNCTION__, rc);
1482                         goto out;
1483                 }
1484                 current_header_page++;
1485         }
1486 out:
1487         return rc;
1488 }
1489
1490 static int
1491 ecryptfs_write_metadata_to_xattr(struct dentry *ecryptfs_dentry,
1492                                  struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1493                                  char *page_virt, size_t size)
1494 {
1495         int rc;
1496
1497         rc = ecryptfs_setxattr(ecryptfs_dentry, ECRYPTFS_XATTR_NAME, page_virt,
1498                                size, 0);
1499         return rc;
1500 }
1501
1502 /**
1503  * ecryptfs_write_metadata
1504  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
1505  *
1506  * Write the file headers out.  This will likely involve a userspace
1507  * callout, in which the session key is encrypted with one or more
1508  * public keys and/or the passphrase necessary to do the encryption is
1509  * retrieved via a prompt.  Exactly what happens at this point should
1510  * be policy-dependent.
1511  *
1512  * TODO: Support header information spanning multiple pages
1513  *
1514  * Returns zero on success; non-zero on error
1515  */
1516 int ecryptfs_write_metadata(struct dentry *ecryptfs_dentry)
1517 {
1518         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
1519                 &ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_dentry->d_inode)->crypt_stat;
1520         char *page_virt;
1521         size_t size = 0;
1522         int rc = 0;
1523
1524         if (likely(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED)) {
1525                 if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_KEY_VALID)) {
1526                         printk(KERN_ERR "Key is invalid; bailing out\n");
1527                         rc = -EINVAL;
1528                         goto out;
1529                 }
1530         } else {
1531                 rc = -EINVAL;
1532                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING,
1533                                 "Called with crypt_stat->encrypted == 0\n");
1534                 goto out;
1535         }
1536         /* Released in this function */
1537         page_virt = kmem_cache_zalloc(ecryptfs_header_cache_0, GFP_USER);
1538         if (!page_virt) {
1539                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Out of memory\n");
1540                 rc = -ENOMEM;
1541                 goto out;
1542         }
1543         rc = ecryptfs_write_headers_virt(page_virt, &size, crypt_stat,
1544                                          ecryptfs_dentry);
1545         if (unlikely(rc)) {
1546                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error whilst writing headers\n");
1547                 memset(page_virt, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1548                 goto out_free;
1549         }
1550         if (crypt_stat->flags & ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR)
1551                 rc = ecryptfs_write_metadata_to_xattr(ecryptfs_dentry,
1552                                                       crypt_stat, page_virt,
1553                                                       size);
1554         else
1555                 rc = ecryptfs_write_metadata_to_contents(crypt_stat,
1556                                                          ecryptfs_dentry,
1557                                                          page_virt);
1558         if (rc) {
1559                 printk(KERN_ERR "Error writing metadata out to lower file; "
1560                        "rc = [%d]\n", rc);
1561                 goto out_free;
1562         }
1563 out_free:
1564         kmem_cache_free(ecryptfs_header_cache_0, page_virt);
1565 out:
1566         return rc;
1567 }
1568
1569 #define ECRYPTFS_DONT_VALIDATE_HEADER_SIZE 0
1570 #define ECRYPTFS_VALIDATE_HEADER_SIZE 1
1571 static int parse_header_metadata(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1572                                  char *virt, int *bytes_read,
1573                                  int validate_header_size)
1574 {
1575         int rc = 0;
1576         u32 header_extent_size;
1577         u16 num_header_extents_at_front;
1578
1579         memcpy(&header_extent_size, virt, 4);
1580         header_extent_size = be32_to_cpu(header_extent_size);
1581         virt += 4;
1582         memcpy(&num_header_extents_at_front, virt, 2);
1583         num_header_extents_at_front = be16_to_cpu(num_header_extents_at_front);
1584         crypt_stat->num_header_extents_at_front =
1585                 (int)num_header_extents_at_front;
1586         (*bytes_read) = (sizeof(u32) + sizeof(u16));
1587         if ((validate_header_size == ECRYPTFS_VALIDATE_HEADER_SIZE)
1588             && ((crypt_stat->extent_size
1589                  * crypt_stat->num_header_extents_at_front)
1590                 < ECRYPTFS_MINIMUM_HEADER_EXTENT_SIZE)) {
1591                 rc = -EINVAL;
1592                 printk(KERN_WARNING "Invalid number of header extents: [%zd]\n",
1593                        crypt_stat->num_header_extents_at_front);
1594         }
1595         return rc;
1596 }
1597
1598 /**
1599  * set_default_header_data
1600  * @crypt_stat: The cryptographic context
1601  *
1602  * For version 0 file format; this function is only for backwards
1603  * compatibility for files created with the prior versions of
1604  * eCryptfs.
1605  */
1606 static void set_default_header_data(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
1607 {
1608         crypt_stat->num_header_extents_at_front = 2;
1609 }
1610
1611 /**
1612  * ecryptfs_read_headers_virt
1613  * @page_virt: The virtual address into which to read the headers
1614  * @crypt_stat: The cryptographic context
1615  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
1616  * @validate_header_size: Whether to validate the header size while reading
1617  *
1618  * Read/parse the header data. The header format is detailed in the
1619  * comment block for the ecryptfs_write_headers_virt() function.
1620  *
1621  * Returns zero on success
1622  */
1623 static int ecryptfs_read_headers_virt(char *page_virt,
1624                                       struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1625                                       struct dentry *ecryptfs_dentry,
1626                                       int validate_header_size)
1627 {
1628         int rc = 0;
1629         int offset;
1630         int bytes_read;
1631
1632         ecryptfs_set_default_sizes(crypt_stat);
1633         crypt_stat->mount_crypt_stat = &ecryptfs_superblock_to_private(
1634                 ecryptfs_dentry->d_sb)->mount_crypt_stat;
1635         offset = ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES;
1636         rc = contains_ecryptfs_marker(page_virt + offset);
1637         if (rc == 0) {
1638                 rc = -EINVAL;
1639                 goto out;
1640         }
1641         offset += MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES;
1642         rc = ecryptfs_process_flags(crypt_stat, (page_virt + offset),
1643                                     &bytes_read);
1644         if (rc) {
1645                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error processing flags\n");
1646                 goto out;
1647         }
1648         if (crypt_stat->file_version > ECRYPTFS_SUPPORTED_FILE_VERSION) {
1649                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "File version is [%d]; only "
1650                                 "file version [%d] is supported by this "
1651                                 "version of eCryptfs\n",
1652                                 crypt_stat->file_version,
1653                                 ECRYPTFS_SUPPORTED_FILE_VERSION);
1654                 rc = -EINVAL;
1655                 goto out;
1656         }
1657         offset += bytes_read;
1658         if (crypt_stat->file_version >= 1) {
1659                 rc = parse_header_metadata(crypt_stat, (page_virt + offset),
1660                                            &bytes_read, validate_header_size);
1661                 if (rc) {
1662                         ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error reading header "
1663                                         "metadata; rc = [%d]\n", rc);
1664                 }
1665                 offset += bytes_read;
1666         } else
1667                 set_default_header_data(crypt_stat);
1668         rc = ecryptfs_parse_packet_set(crypt_stat, (page_virt + offset),
1669                                        ecryptfs_dentry);
1670 out:
1671         return rc;
1672 }
1673
1674 /**
1675  * ecryptfs_read_xattr_region
1676  * @page_virt: The vitual address into which to read the xattr data
1677  * @ecryptfs_inode: The eCryptfs inode
1678  *
1679  * Attempts to read the crypto metadata from the extended attribute
1680  * region of the lower file.
1681  *
1682  * Returns zero on success; non-zero on error
1683  */
1684 int ecryptfs_read_xattr_region(char *page_virt, struct inode *ecryptfs_inode)
1685 {
1686         struct dentry *lower_dentry =
1687                 ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->lower_file->f_dentry;
1688         ssize_t size;
1689         int rc = 0;
1690
1691         size = ecryptfs_getxattr_lower(lower_dentry, ECRYPTFS_XATTR_NAME,
1692                                        page_virt, ECRYPTFS_DEFAULT_EXTENT_SIZE);
1693         if (size < 0) {
1694                 printk(KERN_ERR "Error attempting to read the [%s] "
1695                        "xattr from the lower file; return value = [%zd]\n",
1696                        ECRYPTFS_XATTR_NAME, size);
1697                 rc = -EINVAL;
1698                 goto out;
1699         }
1700 out:
1701         return rc;
1702 }
1703
1704 int ecryptfs_read_and_validate_xattr_region(char *page_virt,
1705                                             struct dentry *ecryptfs_dentry)
1706 {
1707         int rc;
1708
1709         rc = ecryptfs_read_xattr_region(page_virt, ecryptfs_dentry->d_inode);
1710         if (rc)
1711                 goto out;
1712         if (!contains_ecryptfs_marker(page_virt + ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES)) {
1713                 printk(KERN_WARNING "Valid data found in [%s] xattr, but "
1714                         "the marker is invalid\n", ECRYPTFS_XATTR_NAME);
1715                 rc = -EINVAL;
1716         }
1717 out:
1718         return rc;
1719 }
1720
1721 /**
1722  * ecryptfs_read_metadata
1723  *
1724  * Common entry point for reading file metadata. From here, we could
1725  * retrieve the header information from the header region of the file,
1726  * the xattr region of the file, or some other repostory that is
1727  * stored separately from the file itself. The current implementation
1728  * supports retrieving the metadata information from the file contents
1729  * and from the xattr region.
1730  *
1731  * Returns zero if valid headers found and parsed; non-zero otherwise
1732  */
1733 int ecryptfs_read_metadata(struct dentry *ecryptfs_dentry)
1734 {
1735         int rc = 0;
1736         char *page_virt = NULL;
1737         struct inode *ecryptfs_inode = ecryptfs_dentry->d_inode;
1738         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
1739             &ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat;
1740         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat =
1741                 &ecryptfs_superblock_to_private(
1742                         ecryptfs_dentry->d_sb)->mount_crypt_stat;
1743
1744         ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(crypt_stat,
1745                                                       mount_crypt_stat);
1746         /* Read the first page from the underlying file */
1747         page_virt = kmem_cache_alloc(ecryptfs_header_cache_1, GFP_USER);
1748         if (!page_virt) {
1749                 rc = -ENOMEM;
1750                 printk(KERN_ERR "%s: Unable to allocate page_virt\n",
1751                        __FUNCTION__);
1752                 goto out;
1753         }
1754         rc = ecryptfs_read_lower(page_virt, 0, crypt_stat->extent_size,
1755                                  ecryptfs_inode);
1756         if (!rc)
1757                 rc = ecryptfs_read_headers_virt(page_virt, crypt_stat,
1758                                                 ecryptfs_dentry,
1759                                                 ECRYPTFS_VALIDATE_HEADER_SIZE);
1760         if (rc) {
1761                 rc = ecryptfs_read_xattr_region(page_virt, ecryptfs_inode);
1762                 if (rc) {
1763                         printk(KERN_DEBUG "Valid eCryptfs headers not found in "
1764                                "file header region or xattr region\n");
1765                         rc = -EINVAL;
1766                         goto out;
1767                 }
1768                 rc = ecryptfs_read_headers_virt(page_virt, crypt_stat,
1769                                                 ecryptfs_dentry,
1770                                                 ECRYPTFS_DONT_VALIDATE_HEADER_SIZE);
1771                 if (rc) {
1772                         printk(KERN_DEBUG "Valid eCryptfs headers not found in "
1773                                "file xattr region either\n");
1774                         rc = -EINVAL;
1775                 }
1776                 if (crypt_stat->mount_crypt_stat->flags
1777                     & ECRYPTFS_XATTR_METADATA_ENABLED) {
1778                         crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR;
1779                 } else {
1780                         printk(KERN_WARNING "Attempt to access file with "
1781                                "crypto metadata only in the extended attribute "
1782                                "region, but eCryptfs was mounted without "
1783                                "xattr support enabled. eCryptfs will not treat "
1784                                "this like an encrypted file.\n");
1785                         rc = -EINVAL;
1786                 }
1787         }
1788 out:
1789         if (page_virt) {
1790                 memset(page_virt, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1791                 kmem_cache_free(ecryptfs_header_cache_1, page_virt);
1792         }
1793         return rc;
1794 }
1795
1796 /**
1797  * ecryptfs_encode_filename - converts a plaintext file name to cipher text
1798  * @crypt_stat: The crypt_stat struct associated with the file anem to encode
1799  * @name: The plaintext name
1800  * @length: The length of the plaintext
1801  * @encoded_name: The encypted name
1802  *
1803  * Encrypts and encodes a filename into something that constitutes a
1804  * valid filename for a filesystem, with printable characters.
1805  *
1806  * We assume that we have a properly initialized crypto context,
1807  * pointed to by crypt_stat->tfm.
1808  *
1809  * TODO: Implement filename decoding and decryption here, in place of
1810  * memcpy. We are keeping the framework around for now to (1)
1811  * facilitate testing of the components needed to implement filename
1812  * encryption and (2) to provide a code base from which other
1813  * developers in the community can easily implement this feature.
1814  *
1815  * Returns the length of encoded filename; negative if error
1816  */
1817 int
1818 ecryptfs_encode_filename(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1819                          const char *name, int length, char **encoded_name)
1820 {
1821         int error = 0;
1822
1823         (*encoded_name) = kmalloc(length + 2, GFP_KERNEL);
1824         if (!(*encoded_name)) {
1825                 error = -ENOMEM;
1826                 goto out;
1827         }
1828         /* TODO: Filename encryption is a scheduled feature for a
1829          * future version of eCryptfs. This function is here only for
1830          * the purpose of providing a framework for other developers
1831          * to easily implement filename encryption. Hint: Replace this
1832          * memcpy() with a call to encrypt and encode the
1833          * filename, the set the length accordingly. */
1834         memcpy((void *)(*encoded_name), (void *)name, length);
1835         (*encoded_name)[length] = '\0';
1836         error = length + 1;
1837 out:
1838         return error;
1839 }
1840
1841 /**
1842  * ecryptfs_decode_filename - converts the cipher text name to plaintext
1843  * @crypt_stat: The crypt_stat struct associated with the file
1844  * @name: The filename in cipher text
1845  * @length: The length of the cipher text name
1846  * @decrypted_name: The plaintext name
1847  *
1848  * Decodes and decrypts the filename.
1849  *
1850  * We assume that we have a properly initialized crypto context,
1851  * pointed to by crypt_stat->tfm.
1852  *
1853  * TODO: Implement filename decoding and decryption here, in place of
1854  * memcpy. We are keeping the framework around for now to (1)
1855  * facilitate testing of the components needed to implement filename
1856  * encryption and (2) to provide a code base from which other
1857  * developers in the community can easily implement this feature.
1858  *
1859  * Returns the length of decoded filename; negative if error
1860  */
1861 int
1862 ecryptfs_decode_filename(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1863                          const char *name, int length, char **decrypted_name)
1864 {
1865         int error = 0;
1866
1867         (*decrypted_name) = kmalloc(length + 2, GFP_KERNEL);
1868         if (!(*decrypted_name)) {
1869                 error = -ENOMEM;
1870                 goto out;
1871         }
1872         /* TODO: Filename encryption is a scheduled feature for a
1873          * future version of eCryptfs. This function is here only for
1874          * the purpose of providing a framework for other developers
1875          * to easily implement filename encryption. Hint: Replace this
1876          * memcpy() with a call to decode and decrypt the
1877          * filename, the set the length accordingly. */
1878         memcpy((void *)(*decrypted_name), (void *)name, length);
1879         (*decrypted_name)[length + 1] = '\0';   /* Only for convenience
1880                                                  * in printing out the
1881                                                  * string in debug
1882                                                  * messages */
1883         error = length;
1884 out:
1885         return error;
1886 }
1887
1888 /**
1889  * ecryptfs_process_key_cipher - Perform key cipher initialization.
1890  * @key_tfm: Crypto context for key material, set by this function
1891  * @cipher_name: Name of the cipher
1892  * @key_size: Size of the key in bytes
1893  *
1894  * Returns zero on success. Any crypto_tfm structs allocated here
1895  * should be released by other functions, such as on a superblock put
1896  * event, regardless of whether this function succeeds for fails.
1897  */
1898 static int
1899 ecryptfs_process_key_cipher(struct crypto_blkcipher **key_tfm,
1900                             char *cipher_name, size_t *key_size)
1901 {
1902         char dummy_key[ECRYPTFS_MAX_KEY_BYTES];
1903         char *full_alg_name;
1904         int rc;
1905
1906         *key_tfm = NULL;
1907         if (*key_size > ECRYPTFS_MAX_KEY_BYTES) {
1908                 rc = -EINVAL;
1909                 printk(KERN_ERR "Requested key size is [%Zd] bytes; maximum "
1910                       "allowable is [%d]\n", *key_size, ECRYPTFS_MAX_KEY_BYTES);
1911                 goto out;
1912         }
1913         rc = ecryptfs_crypto_api_algify_cipher_name(&full_alg_name, cipher_name,
1914                                                     "ecb");
1915         if (rc)
1916                 goto out;
1917         *key_tfm = crypto_alloc_blkcipher(full_alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
1918         kfree(full_alg_name);
1919         if (IS_ERR(*key_tfm)) {
1920                 rc = PTR_ERR(*key_tfm);
1921                 printk(KERN_ERR "Unable to allocate crypto cipher with name "
1922                        "[%s]; rc = [%d]\n", cipher_name, rc);
1923                 goto out;
1924         }
1925         crypto_blkcipher_set_flags(*key_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_WEAK_KEY);
1926         if (*key_size == 0) {
1927                 struct blkcipher_alg *alg = crypto_blkcipher_alg(*key_tfm);
1928
1929                 *key_size = alg->max_keysize;
1930         }
1931         get_random_bytes(dummy_key, *key_size);
1932         rc = crypto_blkcipher_setkey(*key_tfm, dummy_key, *key_size);
1933         if (rc) {
1934                 printk(KERN_ERR "Error attempting to set key of size [%Zd] for "
1935                        "cipher [%s]; rc = [%d]\n", *key_size, cipher_name, rc);
1936                 rc = -EINVAL;
1937                 goto out;
1938         }
1939 out:
1940         return rc;
1941 }
1942
1943 struct kmem_cache *ecryptfs_key_tfm_cache;
1944 struct list_head key_tfm_list;
1945 struct mutex key_tfm_list_mutex;
1946
1947 int ecryptfs_init_crypto(void)
1948 {
1949         mutex_init(&key_tfm_list_mutex);
1950         INIT_LIST_HEAD(&key_tfm_list);
1951         return 0;
1952 }
1953
1954 int ecryptfs_destroy_crypto(void)
1955 {
1956         struct ecryptfs_key_tfm *key_tfm, *key_tfm_tmp;
1957
1958         mutex_lock(&key_tfm_list_mutex);
1959         list_for_each_entry_safe(key_tfm, key_tfm_tmp, &key_tfm_list,
1960                                  key_tfm_list) {
1961                 list_del(&key_tfm->key_tfm_list);
1962                 if (key_tfm->key_tfm)
1963                         crypto_free_blkcipher(key_tfm->key_tfm);
1964                 kmem_cache_free(ecryptfs_key_tfm_cache, key_tfm);
1965         }
1966         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
1967         return 0;
1968 }
1969
1970 int
1971 ecryptfs_add_new_key_tfm(struct ecryptfs_key_tfm **key_tfm, char *cipher_name,
1972                          size_t key_size)
1973 {
1974         struct ecryptfs_key_tfm *tmp_tfm;
1975         int rc = 0;
1976
1977         tmp_tfm = kmem_cache_alloc(ecryptfs_key_tfm_cache, GFP_KERNEL);
1978         if (key_tfm != NULL)
1979                 (*key_tfm) = tmp_tfm;
1980         if (!tmp_tfm) {
1981                 rc = -ENOMEM;
1982                 printk(KERN_ERR "Error attempting to allocate from "
1983                        "ecryptfs_key_tfm_cache\n");
1984                 goto out;
1985         }
1986         mutex_init(&tmp_tfm->key_tfm_mutex);
1987         strncpy(tmp_tfm->cipher_name, cipher_name,
1988                 ECRYPTFS_MAX_CIPHER_NAME_SIZE);
1989         tmp_tfm->key_size = key_size;
1990         rc = ecryptfs_process_key_cipher(&tmp_tfm->key_tfm,
1991                                          tmp_tfm->cipher_name,
1992                                          &tmp_tfm->key_size);
1993         if (rc) {
1994                 printk(KERN_ERR "Error attempting to initialize key TFM "
1995                        "cipher with name = [%s]; rc = [%d]\n",
1996                        tmp_tfm->cipher_name, rc);
1997                 kmem_cache_free(ecryptfs_key_tfm_cache, tmp_tfm);
1998                 if (key_tfm != NULL)
1999                         (*key_tfm) = NULL;
2000                 goto out;
2001         }
2002         mutex_lock(&key_tfm_list_mutex);
2003         list_add(&tmp_tfm->key_tfm_list, &key_tfm_list);
2004         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
2005 out:
2006         return rc;
2007 }
2008
2009 int ecryptfs_get_tfm_and_mutex_for_cipher_name(struct crypto_blkcipher **tfm,
2010                                                struct mutex **tfm_mutex,
2011                                                char *cipher_name)
2012 {
2013         struct ecryptfs_key_tfm *key_tfm;
2014         int rc = 0;
2015
2016         (*tfm) = NULL;
2017         (*tfm_mutex) = NULL;
2018         mutex_lock(&key_tfm_list_mutex);
2019         list_for_each_entry(key_tfm, &key_tfm_list, key_tfm_list) {
2020                 if (strcmp(key_tfm->cipher_name, cipher_name) == 0) {
2021                         (*tfm) = key_tfm->key_tfm;
2022                         (*tfm_mutex) = &key_tfm->key_tfm_mutex;
2023                         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
2024                         goto out;
2025                 }
2026         }
2027         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
2028         rc = ecryptfs_add_new_key_tfm(&key_tfm, cipher_name, 0);
2029         if (rc) {
2030                 printk(KERN_ERR "Error adding new key_tfm to list; rc = [%d]\n",
2031                        rc);
2032                 goto out;
2033         }
2034         (*tfm) = key_tfm->key_tfm;
2035         (*tfm_mutex) = &key_tfm->key_tfm_mutex;
2036 out:
2037         return rc;
2038 }