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_set_page(&sg[i], 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 /**
 357  * ecryptfs_lower_offset_for_extent
 358  *
 359  * Convert an eCryptfs page index into a lower byte offset
 360  */
 361 void ecryptfs_lower_offset_for_extent(loff_t *offset, loff_t extent_num,
 362                                       struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
 363 {
 364         (*offset) = ((crypt_stat->extent_size
 365                       * crypt_stat->num_header_extents_at_front)
 366                      + (crypt_stat->extent_size * extent_num));
 367 }
 368
 369 /**
 370  * ecryptfs_encrypt_extent
 371  * @enc_extent_page: Allocated page into which to encrypt the data in
 372  *                   @page
 373  * @crypt_stat: crypt_stat containing cryptographic context for the
 374  *              encryption operation
 375  * @page: Page containing plaintext data extent to encrypt
 376  * @extent_offset: Page extent offset for use in generating IV
 377  *
 378  * Encrypts one extent of data.
 379  *
 380  * Return zero on success; non-zero otherwise
 381  */
 382 static int ecryptfs_encrypt_extent(struct page *enc_extent_page,
 383                                    struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
 384                                    struct page *page,
 385                                    unsigned long extent_offset)
 386 {
 387         loff_t extent_base;
 388         char extent_iv[ECRYPTFS_MAX_IV_BYTES];
 389         int rc;
 390
 391         extent_base = (((loff_t)page->index)
 392                        * (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size));
 393         rc = ecryptfs_derive_iv(extent_iv, crypt_stat,
 394                                 (extent_base + extent_offset));
 395         if (rc) {
 396                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting to "
 397                                 "derive IV for extent [0x%.16x]; "
 398                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
 399                                 rc);
 400                 goto out;
 401         }
 402         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
 403                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Encrypting extent "
 404                                 "with iv:\n");
 405                 ecryptfs_dump_hex(extent_iv, crypt_stat->iv_bytes);
 406                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes before "
 407                                 "encryption:\n");
 408                 ecryptfs_dump_hex((char *)
 409                                   (page_address(page)
 410                                    + (extent_offset * crypt_stat->extent_size)),
 411                                   8);
 412         }
 413         rc = ecryptfs_encrypt_page_offset(crypt_stat, enc_extent_page, 0,
 414                                           page, (extent_offset
 415                                                  * crypt_stat->extent_size),
 416                                           crypt_stat->extent_size, extent_iv);
 417         if (rc < 0) {
 418                 printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to encrypt page with "
 419                        "page->index = [%ld], extent_offset = [%ld]; "
 420                        "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, page->index, extent_offset,
 421                        rc);
 422                 goto out;
 423         }
 424         rc = 0;
 425         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
 426                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Encrypt extent [0x%.16x]; "
 427                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
 428                                 rc);
 429                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes after "
 430                                 "encryption:\n");
 431                 ecryptfs_dump_hex((char *)(page_address(enc_extent_page)), 8);
 432         }
 433 out:
 434         return rc;
 435 }
 436
 437 /**
 438  * ecryptfs_encrypt_page
 439  * @page: Page mapped from the eCryptfs inode for the file; contains
 440  *        decrypted content that needs to be encrypted (to a temporary
 441  *        page; not in place) and written out to the lower file
 442  *
 443  * Encrypt an eCryptfs page. This is done on a per-extent basis. Note
 444  * that eCryptfs pages may straddle the lower pages -- for instance,
 445  * if the file was created on a machine with an 8K page size
 446  * (resulting in an 8K header), and then the file is copied onto a
 447  * host with a 32K page size, then when reading page 0 of the eCryptfs
 448  * file, 24K of page 0 of the lower file will be read and decrypted,
 449  * and then 8K of page 1 of the lower file will be read and decrypted.
 450  *
 451  * Returns zero on success; negative on error
 452  */
 453 int ecryptfs_encrypt_page(struct page *page)
 454 {
 455         struct inode *ecryptfs_inode;
 456         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat;
 457         char *enc_extent_virt = NULL;
 458         struct page *enc_extent_page;
 459         loff_t extent_offset;
 460         int rc = 0;
 461
 462         ecryptfs_inode = page->mapping->host;
 463         crypt_stat =
 464                 &(ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat);
 465         if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED)) {
 466                 rc = ecryptfs_write_lower_page_segment(ecryptfs_inode, page,
 467                                                        0, PAGE_CACHE_SIZE);
 468                 if (rc)
 469                         printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to copy "
 470                                "page at index [%ld]\n", __FUNCTION__,
 471                                page->index);
 472                 goto out;
 473         }
 474         enc_extent_virt = kmalloc(PAGE_CACHE_SIZE, GFP_USER);
 475         if (!enc_extent_virt) {
 476                 rc = -ENOMEM;
 477                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error allocating memory for "
 478                                 "encrypted extent\n");
 479                 goto out;
 480         }
 481         enc_extent_page = virt_to_page(enc_extent_virt);
 482         for (extent_offset = 0;
 483              extent_offset < (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size);
 484              extent_offset++) {
 485                 loff_t offset;
 486
 487                 rc = ecryptfs_encrypt_extent(enc_extent_page, crypt_stat, page,
 488                                              extent_offset);
 489                 if (rc) {
 490                         printk(KERN_ERR "%s: Error encrypting extent; "
 491                                "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, rc);
 492                         goto out;
 493                 }
 494                 ecryptfs_lower_offset_for_extent(
 495                         &offset, ((((loff_t)page->index)
 496                                    * (PAGE_CACHE_SIZE
 497                                       / crypt_stat->extent_size))
 498                                   + extent_offset), crypt_stat);
 499                 rc = ecryptfs_write_lower(ecryptfs_inode, enc_extent_virt,
 500                                           offset, crypt_stat->extent_size);
 501                 if (rc) {
 502                         ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting "
 503                                         "to write lower page; rc = [%d]"
 504                                         "\n", rc);
 505                         goto out;
 506                 }
 507                 extent_offset++;
 508         }
 509 out:
 510         kfree(enc_extent_virt);
 511         return rc;
 512 }
 513
 514 static int ecryptfs_decrypt_extent(struct page *page,
 515                                    struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
 516                                    struct page *enc_extent_page,
 517                                    unsigned long extent_offset)
 518 {
 519         loff_t extent_base;
 520         char extent_iv[ECRYPTFS_MAX_IV_BYTES];
 521         int rc;
 522
 523         extent_base = (((loff_t)page->index)
 524                        * (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size));
 525         rc = ecryptfs_derive_iv(extent_iv, crypt_stat,
 526                                 (extent_base + extent_offset));
 527         if (rc) {
 528                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting to "
 529                                 "derive IV for extent [0x%.16x]; "
 530                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
 531                                 rc);
 532                 goto out;
 533         }
 534         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
 535                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Decrypting extent "
 536                                 "with iv:\n");
 537                 ecryptfs_dump_hex(extent_iv, crypt_stat->iv_bytes);
 538                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes before "
 539                                 "decryption:\n");
 540                 ecryptfs_dump_hex((char *)
 541                                   (page_address(enc_extent_page)
 542                                    + (extent_offset * crypt_stat->extent_size)),
 543                                   8);
 544         }
 545         rc = ecryptfs_decrypt_page_offset(crypt_stat, page,
 546                                           (extent_offset
 547                                            * crypt_stat->extent_size),
 548                                           enc_extent_page, 0,
 549                                           crypt_stat->extent_size, extent_iv);
 550         if (rc < 0) {
 551                 printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to decrypt to page with "
 552                        "page->index = [%ld], extent_offset = [%ld]; "
 553                        "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, page->index, extent_offset,
 554                        rc);
 555                 goto out;
 556         }
 557         rc = 0;
 558         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
 559                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Decrypt extent [0x%.16x]; "
 560                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
 561                                 rc);
 562                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes after "
 563                                 "decryption:\n");
 564                 ecryptfs_dump_hex((char *)(page_address(page)
 565                                            + (extent_offset
 566                                               * crypt_stat->extent_size)), 8);
 567         }
 568 out:
 569         return rc;
 570 }
 571
 572 /**
 573  * ecryptfs_decrypt_page
 574  * @page: Page mapped from the eCryptfs inode for the file; data read
 575  *        and decrypted from the lower file will be written into this
 576  *        page
 577  *
 578  * Decrypt an eCryptfs page. This is done on a per-extent basis. Note
 579  * that eCryptfs pages may straddle the lower pages -- for instance,
 580  * if the file was created on a machine with an 8K page size
 581  * (resulting in an 8K header), and then the file is copied onto a
 582  * host with a 32K page size, then when reading page 0 of the eCryptfs
 583  * file, 24K of page 0 of the lower file will be read and decrypted,
 584  * and then 8K of page 1 of the lower file will be read and decrypted.
 585  *
 586  * Returns zero on success; negative on error
 587  */
 588 int ecryptfs_decrypt_page(struct page *page)
 589 {
 590         struct inode *ecryptfs_inode;
 591         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat;
 592         char *enc_extent_virt = NULL;
 593         struct page *enc_extent_page;
 594         unsigned long extent_offset;
 595         int rc = 0;
 596
 597         ecryptfs_inode = page->mapping->host;
 598         crypt_stat =
 599                 &(ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat);
 600         if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED)) {
 601                 rc = ecryptfs_read_lower_page_segment(page, page->index, 0,
 602                                                       PAGE_CACHE_SIZE,
 603                                                       ecryptfs_inode);
 604                 if (rc)
 605                         printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to copy "
 606                                "page at index [%ld]\n", __FUNCTION__,
 607                                page->index);
 608                 goto out;
 609         }
 610         enc_extent_virt = kmalloc(PAGE_CACHE_SIZE, GFP_USER);
 611         if (!enc_extent_virt) {
 612                 rc = -ENOMEM;
 613                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error allocating memory for "
 614                                 "encrypted extent\n");
 615                 goto out;
 616         }
 617         enc_extent_page = virt_to_page(enc_extent_virt);
 618         for (extent_offset = 0;
 619              extent_offset < (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size);
 620              extent_offset++) {
 621                 loff_t offset;
 622
 623                 ecryptfs_lower_offset_for_extent(
 624                         &offset, ((page->index * (PAGE_CACHE_SIZE
 625                                                   / crypt_stat->extent_size))
 626                                   + extent_offset), crypt_stat);
 627                 rc = ecryptfs_read_lower(enc_extent_virt, offset,
 628                                          crypt_stat->extent_size,
 629                                          ecryptfs_inode);
 630                 if (rc) {
 631                         ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting "
 632                                         "to read lower page; rc = [%d]"
 633                                         "\n", rc);
 634                         goto out;
 635                 }
 636                 rc = ecryptfs_decrypt_extent(page, crypt_stat, enc_extent_page,
 637                                              extent_offset);
 638                 if (rc) {
 639                         printk(KERN_ERR "%s: Error encrypting extent; "
 640                                "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, rc);
 641                         goto out;
 642                 }
 643                 extent_offset++;
 644         }
 645 out:
 646         kfree(enc_extent_virt);
 647         return rc;
 648 }
 649
 650 /**
 651  * decrypt_scatterlist
 652  * @crypt_stat: Cryptographic context
 653  * @dest_sg: The destination scatterlist to decrypt into
 654  * @src_sg: The source scatterlist to decrypt from
 655  * @size: The number of bytes to decrypt
 656  * @iv: The initialization vector to use for the decryption
 657  *
 658  * Returns the number of bytes decrypted; negative value on error
 659  */
 660 static int decrypt_scatterlist(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
 661                                struct scatterlist *dest_sg,
 662                                struct scatterlist *src_sg, int size,
 663                                unsigned char *iv)
 664 {
 665         struct blkcipher_desc desc = {
 666                 .tfm = crypt_stat->tfm,
 667                 .info = iv,
 668                 .flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP
 669         };
 670         int rc = 0;
 671
 672         /* Consider doing this once, when the file is opened */
 673         mutex_lock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
 674         rc = crypto_blkcipher_setkey(crypt_stat->tfm, crypt_stat->key,
 675                                      crypt_stat->key_size);
 676         if (rc) {
 677                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error setting key; rc = [%d]\n",
 678                                 rc);
 679                 mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
 680                 rc = -EINVAL;
 681                 goto out;
 682         }
 683         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Decrypting [%d] bytes.\n", size);
 684         rc = crypto_blkcipher_decrypt_iv(&desc, dest_sg, src_sg, size);
 685         mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
 686         if (rc) {
 687                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error decrypting; rc = [%d]\n",
 688                                 rc);
 689                 goto out;
 690         }
 691         rc = size;
 692 out:
 693         return rc;
 694 }
 695
 696 /**
 697  * ecryptfs_encrypt_page_offset
 698  * @crypt_stat: The cryptographic context
 699  * @dst_page: The page to encrypt into
 700  * @dst_offset: The offset in the page to encrypt into
 701  * @src_page: The page to encrypt from
 702  * @src_offset: The offset in the page to encrypt from
 703  * @size: The number of bytes to encrypt
 704  * @iv: The initialization vector to use for the encryption
 705  *
 706  * Returns the number of bytes encrypted
 707  */
 708 static int
 709 ecryptfs_encrypt_page_offset(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
 710                              struct page *dst_page, int dst_offset,
 711                              struct page *src_page, int src_offset, int size,
 712                              unsigned char *iv)
 713 {
 714         struct scatterlist src_sg, dst_sg;
 715
 716         sg_init_table(&src_sg, 1);
 717         sg_init_table(&dst_sg, 1);
 718
 719         sg_set_page(&src_sg, src_page);
 720         src_sg.offset = src_offset;
 721         src_sg.length = size;
 722         sg_set_page(&dst_sg, dst_page);
 723         dst_sg.offset = dst_offset;
 724         dst_sg.length = size;
 725         return encrypt_scatterlist(crypt_stat, &dst_sg, &src_sg, size, iv);
 726 }
 727
 728 /**
 729  * ecryptfs_decrypt_page_offset
 730  * @crypt_stat: The cryptographic context
 731  * @dst_page: The page to decrypt into
 732  * @dst_offset: The offset in the page to decrypt into
 733  * @src_page: The page to decrypt from
 734  * @src_offset: The offset in the page to decrypt from
 735  * @size: The number of bytes to decrypt
 736  * @iv: The initialization vector to use for the decryption
 737  *
 738  * Returns the number of bytes decrypted
 739  */
 740 static int
 741 ecryptfs_decrypt_page_offset(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
 742                              struct page *dst_page, int dst_offset,
 743                              struct page *src_page, int src_offset, int size,
 744                              unsigned char *iv)
 745 {
 746         struct scatterlist src_sg, dst_sg;
 747
 748         sg_init_table(&src_sg, 1);
 749         sg_init_table(&dst_sg, 1);
 750
 751         sg_set_page(&src_sg, src_page);
 752         src_sg.offset = src_offset;
 753         src_sg.length = size;
 754         sg_set_page(&dst_sg, dst_page);
 755         dst_sg.offset = dst_offset;
 756         dst_sg.length = size;
 757         return decrypt_scatterlist(crypt_stat, &dst_sg, &src_sg, size, iv);
 758 }
 759
 760 #define ECRYPTFS_MAX_SCATTERLIST_LEN 4
 761
 762 /**
 763  * ecryptfs_init_crypt_ctx
 764  * @crypt_stat: Uninitilized crypt stats structure
 765  *
 766  * Initialize the crypto context.
 767  *
 768  * TODO: Performance: Keep a cache of initialized cipher contexts;
 769  * only init if needed
 770  */
 771 int ecryptfs_init_crypt_ctx(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
 772 {
 773         char *full_alg_name;
 774         int rc = -EINVAL;
 775
 776         if (!crypt_stat->cipher) {
 777                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "No cipher specified\n");
 778                 goto out;
 779         }
 780         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG,
 781                         "Initializing cipher [%s]; strlen = [%d]; "
 782                         "key_size_bits = [%d]\n",
 783                         crypt_stat->cipher, (int)strlen(crypt_stat->cipher),
 784                         crypt_stat->key_size << 3);
 785         if (crypt_stat->tfm) {
 786                 rc = 0;
 787                 goto out;
 788         }
 789         mutex_lock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
 790         rc = ecryptfs_crypto_api_algify_cipher_name(&full_alg_name,
 791                                                     crypt_stat->cipher, "cbc");
 792         if (rc)
 793                 goto out;
 794         crypt_stat->tfm = crypto_alloc_blkcipher(full_alg_name, 0,
 795                                                  CRYPTO_ALG_ASYNC);
 796         kfree(full_alg_name);
 797         if (IS_ERR(crypt_stat->tfm)) {
 798                 rc = PTR_ERR(crypt_stat->tfm);
 799                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "cryptfs: init_crypt_ctx(): "
 800                                 "Error initializing cipher [%s]\n",
 801                                 crypt_stat->cipher);
 802                 mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
 803                 goto out;
 804         }
 805         crypto_blkcipher_set_flags(crypt_stat->tfm, CRYPTO_TFM_REQ_WEAK_KEY);
 806         mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
 807         rc = 0;
 808 out:
 809         return rc;
 810 }
 811
 812 static void set_extent_mask_and_shift(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
 813 {
 814         int extent_size_tmp;
 815
 816         crypt_stat->extent_mask = 0xFFFFFFFF;
 817         crypt_stat->extent_shift = 0;
 818         if (crypt_stat->extent_size == 0)
 819                 return;
 820         extent_size_tmp = crypt_stat->extent_size;
 821         while ((extent_size_tmp & 0x01) == 0) {
 822                 extent_size_tmp >>= 1;
 823                 crypt_stat->extent_mask <<= 1;
 824                 crypt_stat->extent_shift++;
 825         }
 826 }
 827
 828 void ecryptfs_set_default_sizes(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
 829 {
 830         /* Default values; may be overwritten as we are parsing the
 831          * packets. */
 832         crypt_stat->extent_size = ECRYPTFS_DEFAULT_EXTENT_SIZE;
 833         set_extent_mask_and_shift(crypt_stat);
 834         crypt_stat->iv_bytes = ECRYPTFS_DEFAULT_IV_BYTES;
 835         if (crypt_stat->flags & ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR)
 836                 crypt_stat->num_header_extents_at_front = 0;
 837         else {
 838                 if (PAGE_CACHE_SIZE <= ECRYPTFS_MINIMUM_HEADER_EXTENT_SIZE)
 839                         crypt_stat->num_header_extents_at_front =
 840                                 (ECRYPTFS_MINIMUM_HEADER_EXTENT_SIZE
 841                                  / crypt_stat->extent_size);
 842                 else
 843                         crypt_stat->num_header_extents_at_front =
 844                                 (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size);
 845         }
 846 }
 847
 848 /**
 849  * ecryptfs_compute_root_iv
 850  * @crypt_stats
 851  *
 852  * On error, sets the root IV to all 0's.
 853  */
 854 int ecryptfs_compute_root_iv(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
 855 {
 856         int rc = 0;
 857         char dst[MD5_DIGEST_SIZE];
 858
 859         BUG_ON(crypt_stat->iv_bytes > MD5_DIGEST_SIZE);
 860         BUG_ON(crypt_stat->iv_bytes <= 0);
 861         if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_KEY_VALID)) {
 862                 rc = -EINVAL;
 863                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Session key not valid; "
 864                                 "cannot generate root IV\n");
 865                 goto out;
 866         }
 867         rc = ecryptfs_calculate_md5(dst, crypt_stat, crypt_stat->key,
 868                                     crypt_stat->key_size);
 869         if (rc) {
 870                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error attempting to compute "
 871                                 "MD5 while generating root IV\n");
 872                 goto out;
 873         }
 874         memcpy(crypt_stat->root_iv, dst, crypt_stat->iv_bytes);
 875 out:
 876         if (rc) {
 877                 memset(crypt_stat->root_iv, 0, crypt_stat->iv_bytes);
 878                 crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_SECURITY_WARNING;
 879         }
 880         return rc;
 881 }
 882
 883 static void ecryptfs_generate_new_key(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
 884 {
 885         get_random_bytes(crypt_stat->key, crypt_stat->key_size);
 886         crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_KEY_VALID;
 887         ecryptfs_compute_root_iv(crypt_stat);
 888         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
 889                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Generated new session key:\n");
 890                 ecryptfs_dump_hex(crypt_stat->key,
 891                                   crypt_stat->key_size);
 892         }
 893 }
 894
 895 /**
 896  * ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags
 897  * @crypt_stat: The inode's cryptographic context
 898  * @mount_crypt_stat: The mount point's cryptographic context
 899  *
 900  * This function propagates the mount-wide flags to individual inode
 901  * flags.
 902  */
 903 static void ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(
 904         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
 905         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat)
 906 {
 907         if (mount_crypt_stat->flags & ECRYPTFS_XATTR_METADATA_ENABLED)
 908                 crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR;
 909         if (mount_crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED_VIEW_ENABLED)
 910                 crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_VIEW_AS_ENCRYPTED;
 911 }
 912
 913 static int ecryptfs_copy_mount_wide_sigs_to_inode_sigs(
 914         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
 915         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat)
 916 {
 917         struct ecryptfs_global_auth_tok *global_auth_tok;
 918         int rc = 0;
 919
 920         mutex_lock(&mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
 921         list_for_each_entry(global_auth_tok,
 922                             &mount_crypt_stat->global_auth_tok_list,
 923                             mount_crypt_stat_list) {
 924                 rc = ecryptfs_add_keysig(crypt_stat, global_auth_tok->sig);
 925                 if (rc) {
 926                         printk(KERN_ERR "Error adding keysig; rc = [%d]\n", rc);
 927                         mutex_unlock(
 928                                 &mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
 929                         goto out;
 930                 }
 931         }
 932         mutex_unlock(&mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
 933 out:
 934         return rc;
 935 }
 936
 937 /**
 938  * ecryptfs_set_default_crypt_stat_vals
 939  * @crypt_stat: The inode's cryptographic context
 940  * @mount_crypt_stat: The mount point's cryptographic context
 941  *
 942  * Default values in the event that policy does not override them.
 943  */
 944 static void ecryptfs_set_default_crypt_stat_vals(
 945         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
 946         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat)
 947 {
 948         ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(crypt_stat,
 949                                                       mount_crypt_stat);
 950         ecryptfs_set_default_sizes(crypt_stat);
 951         strcpy(crypt_stat->cipher, ECRYPTFS_DEFAULT_CIPHER);
 952         crypt_stat->key_size = ECRYPTFS_DEFAULT_KEY_BYTES;
 953         crypt_stat->flags &= ~(ECRYPTFS_KEY_VALID);
 954         crypt_stat->file_version = ECRYPTFS_FILE_VERSION;
 955         crypt_stat->mount_crypt_stat = mount_crypt_stat;
 956 }
 957
 958 /**
 959  * ecryptfs_new_file_context
 960  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
 961  *
 962  * If the crypto context for the file has not yet been established,
 963  * this is where we do that.  Establishing a new crypto context
 964  * involves the following decisions:
 965  *  - What cipher to use?
 966  *  - What set of authentication tokens to use?
 967  * Here we just worry about getting enough information into the
 968  * authentication tokens so that we know that they are available.
 969  * We associate the available authentication tokens with the new file
 970  * via the set of signatures in the crypt_stat struct.  Later, when
 971  * the headers are actually written out, we may again defer to
 972  * userspace to perform the encryption of the session key; for the
 973  * foreseeable future, this will be the case with public key packets.
 974  *
 975  * Returns zero on success; non-zero otherwise
 976  */
 977 int ecryptfs_new_file_context(struct dentry *ecryptfs_dentry)
 978 {
 979         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
 980             &ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_dentry->d_inode)->crypt_stat;
 981         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat =
 982             &ecryptfs_superblock_to_private(
 983                     ecryptfs_dentry->d_sb)->mount_crypt_stat;
 984         int cipher_name_len;
 985         int rc = 0;
 986
 987         ecryptfs_set_default_crypt_stat_vals(crypt_stat, mount_crypt_stat);
 988         crypt_stat->flags |= (ECRYPTFS_ENCRYPTED | ECRYPTFS_KEY_VALID);
 989         ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(crypt_stat,
 990                                                       mount_crypt_stat);
 991         rc = ecryptfs_copy_mount_wide_sigs_to_inode_sigs(crypt_stat,
 992                                                          mount_crypt_stat);
 993         if (rc) {
 994                 printk(KERN_ERR "Error attempting to copy mount-wide key sigs "
 995                        "to the inode key sigs; rc = [%d]\n", rc);
 996                 goto out;
 997         }
 998         cipher_name_len =
 999                 strlen(mount_crypt_stat->global_default_cipher_name);
1000         memcpy(crypt_stat->cipher,
1001                mount_crypt_stat->global_default_cipher_name,
1002                cipher_name_len);
1003         crypt_stat->cipher[cipher_name_len] = '\0';
1004         crypt_stat->key_size =
1005                 mount_crypt_stat->global_default_cipher_key_size;
1006         ecryptfs_generate_new_key(crypt_stat);
1007         rc = ecryptfs_init_crypt_ctx(crypt_stat);
1008         if (rc)
1009                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error initializing cryptographic "
1010                                 "context for cipher [%s]: rc = [%d]\n",
1011                                 crypt_stat->cipher, rc);
1012 out:
1013         return rc;
1014 }
1015
1016 /**
1017  * contains_ecryptfs_marker - check for the ecryptfs marker
1018  * @data: The data block in which to check
1019  *
1020  * Returns one if marker found; zero if not found
1021  */
1022 static int contains_ecryptfs_marker(char *data)
1023 {
1024         u32 m_1, m_2;
1025
1026         memcpy(&m_1, data, 4);
1027         m_1 = be32_to_cpu(m_1);
1028         memcpy(&m_2, (data + 4), 4);
1029         m_2 = be32_to_cpu(m_2);
1030         if ((m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER) == m_2)
1031                 return 1;
1032         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "m_1 = [0x%.8x]; m_2 = [0x%.8x]; "
1033                         "MAGIC_ECRYPTFS_MARKER = [0x%.8x]\n", m_1, m_2,
1034                         MAGIC_ECRYPTFS_MARKER);
1035         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "(m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER) = "
1036                         "[0x%.8x]\n", (m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER));
1037         return 0;
1038 }
1039
1040 struct ecryptfs_flag_map_elem {
1041         u32 file_flag;
1042         u32 local_flag;
1043 };
1044
1045 /* Add support for additional flags by adding elements here. */
1046 static struct ecryptfs_flag_map_elem ecryptfs_flag_map[] = {
1047         {0x00000001, ECRYPTFS_ENABLE_HMAC},
1048         {0x00000002, ECRYPTFS_ENCRYPTED},
1049         {0x00000004, ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR}
1050 };
1051
1052 /**
1053  * ecryptfs_process_flags
1054  * @crypt_stat: The cryptographic context
1055  * @page_virt: Source data to be parsed
1056  * @bytes_read: Updated with the number of bytes read
1057  *
1058  * Returns zero on success; non-zero if the flag set is invalid
1059  */
1060 static int ecryptfs_process_flags(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1061                                   char *page_virt, int *bytes_read)
1062 {
1063         int rc = 0;
1064         int i;
1065         u32 flags;
1066
1067         memcpy(&flags, page_virt, 4);
1068         flags = be32_to_cpu(flags);
1069         for (i = 0; i < ((sizeof(ecryptfs_flag_map)
1070                           / sizeof(struct ecryptfs_flag_map_elem))); i++)
1071                 if (flags & ecryptfs_flag_map[i].file_flag) {
1072                         crypt_stat->flags |= ecryptfs_flag_map[i].local_flag;
1073                 } else
1074                         crypt_stat->flags &= ~(ecryptfs_flag_map[i].local_flag);
1075         /* Version is in top 8 bits of the 32-bit flag vector */
1076         crypt_stat->file_version = ((flags >> 24) & 0xFF);
1077         (*bytes_read) = 4;
1078         return rc;
1079 }
1080
1081 /**
1082  * write_ecryptfs_marker
1083  * @page_virt: The pointer to in a page to begin writing the marker
1084  * @written: Number of bytes written
1085  *
1086  * Marker = 0x3c81b7f5
1087  */
1088 static void write_ecryptfs_marker(char *page_virt, size_t *written)
1089 {
1090         u32 m_1, m_2;
1091
1092         get_random_bytes(&m_1, (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2));
1093         m_2 = (m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER);
1094         m_1 = cpu_to_be32(m_1);
1095         memcpy(page_virt, &m_1, (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2));
1096         m_2 = cpu_to_be32(m_2);
1097         memcpy(page_virt + (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2), &m_2,
1098                (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2));
1099         (*written) = MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES;
1100 }
1101
1102 static void
1103 write_ecryptfs_flags(char *page_virt, struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1104                      size_t *written)
1105 {
1106         u32 flags = 0;
1107         int i;
1108
1109         for (i = 0; i < ((sizeof(ecryptfs_flag_map)
1110                           / sizeof(struct ecryptfs_flag_map_elem))); i++)
1111                 if (crypt_stat->flags & ecryptfs_flag_map[i].local_flag)
1112                         flags |= ecryptfs_flag_map[i].file_flag;
1113         /* Version is in top 8 bits of the 32-bit flag vector */
1114         flags |= ((((u8)crypt_stat->file_version) << 24) & 0xFF000000);
1115         flags = cpu_to_be32(flags);
1116         memcpy(page_virt, &flags, 4);
1117         (*written) = 4;
1118 }
1119
1120 struct ecryptfs_cipher_code_str_map_elem {
1121         char cipher_str[16];
1122         u16 cipher_code;
1123 };
1124
1125 /* Add support for additional ciphers by adding elements here. The
1126  * cipher_code is whatever OpenPGP applicatoins use to identify the
1127  * ciphers. List in order of probability. */
1128 static struct ecryptfs_cipher_code_str_map_elem
1129 ecryptfs_cipher_code_str_map[] = {
1130         {"aes",RFC2440_CIPHER_AES_128 },
1131         {"blowfish", RFC2440_CIPHER_BLOWFISH},
1132         {"des3_ede", RFC2440_CIPHER_DES3_EDE},
1133         {"cast5", RFC2440_CIPHER_CAST_5},
1134         {"twofish", RFC2440_CIPHER_TWOFISH},
1135         {"cast6", RFC2440_CIPHER_CAST_6},
1136         {"aes", RFC2440_CIPHER_AES_192},
1137         {"aes", RFC2440_CIPHER_AES_256}
1138 };
1139
1140 /**
1141  * ecryptfs_code_for_cipher_string
1142  * @crypt_stat: The cryptographic context
1143  *
1144  * Returns zero on no match, or the cipher code on match
1145  */
1146 u16 ecryptfs_code_for_cipher_string(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
1147 {
1148         int i;
1149         u16 code = 0;
1150         struct ecryptfs_cipher_code_str_map_elem *map =
1151                 ecryptfs_cipher_code_str_map;
1152
1153         if (strcmp(crypt_stat->cipher, "aes") == 0) {
1154                 switch (crypt_stat->key_size) {
1155                 case 16:
1156                         code = RFC2440_CIPHER_AES_128;
1157                         break;
1158                 case 24:
1159                         code = RFC2440_CIPHER_AES_192;
1160                         break;
1161                 case 32:
1162                         code = RFC2440_CIPHER_AES_256;
1163                 }
1164         } else {
1165                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ecryptfs_cipher_code_str_map); i++)
1166                         if (strcmp(crypt_stat->cipher, map[i].cipher_str) == 0){
1167                                 code = map[i].cipher_code;
1168                                 break;
1169                         }
1170         }
1171         return code;
1172 }
1173
1174 /**
1175  * ecryptfs_cipher_code_to_string
1176  * @str: Destination to write out the cipher name
1177  * @cipher_code: The code to convert to cipher name string
1178  *
1179  * Returns zero on success
1180  */
1181 int ecryptfs_cipher_code_to_string(char *str, u16 cipher_code)
1182 {
1183         int rc = 0;
1184         int i;
1185
1186         str[0] = '\0';
1187         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ecryptfs_cipher_code_str_map); i++)
1188                 if (cipher_code == ecryptfs_cipher_code_str_map[i].cipher_code)
1189                         strcpy(str, ecryptfs_cipher_code_str_map[i].cipher_str);
1190         if (str[0] == '\0') {
1191                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Cipher code not recognized: "
1192                                 "[%d]\n", cipher_code);
1193                 rc = -EINVAL;
1194         }
1195         return rc;
1196 }
1197
1198 int ecryptfs_read_and_validate_header_region(char *data,
1199                                              struct inode *ecryptfs_inode)
1200 {
1201         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
1202                 &(ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat);
1203         int rc;
1204
1205         rc = ecryptfs_read_lower(data, 0, crypt_stat->extent_size,
1206                                  ecryptfs_inode);
1207         if (rc) {
1208                 printk(KERN_ERR "%s: Error reading header region; rc = [%d]\n",
1209                        __FUNCTION__, rc);
1210                 goto out;
1211         }
1212         if (!contains_ecryptfs_marker(data + ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES)) {
1213                 rc = -EINVAL;
1214                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Valid marker not found\n");
1215         }
1216 out:
1217         return rc;
1218 }
1219
1220 void
1221 ecryptfs_write_header_metadata(char *virt,
1222                                struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1223                                size_t *written)
1224 {
1225         u32 header_extent_size;
1226         u16 num_header_extents_at_front;
1227
1228         header_extent_size = (u32)crypt_stat->extent_size;
1229         num_header_extents_at_front =
1230                 (u16)crypt_stat->num_header_extents_at_front;
1231         header_extent_size = cpu_to_be32(header_extent_size);
1232         memcpy(virt, &header_extent_size, 4);
1233         virt += 4;
1234         num_header_extents_at_front = cpu_to_be16(num_header_extents_at_front);
1235         memcpy(virt, &num_header_extents_at_front, 2);
1236         (*written) = 6;
1237 }
1238
1239 struct kmem_cache *ecryptfs_header_cache_0;
1240 struct kmem_cache *ecryptfs_header_cache_1;
1241 struct kmem_cache *ecryptfs_header_cache_2;
1242
1243 /**
1244  * ecryptfs_write_headers_virt
1245  * @page_virt: The virtual address to write the headers to
1246  * @size: Set to the number of bytes written by this function
1247  * @crypt_stat: The cryptographic context
1248  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
1249  *
1250  * Format version: 1
1251  *
1252  *   Header Extent:
1253  *     Octets 0-7:        Unencrypted file size (big-endian)
1254  *     Octets 8-15:       eCryptfs special marker
1255  *     Octets 16-19:      Flags
1256  *      Octet 16:         File format version number (between 0 and 255)
1257  *      Octets 17-18:     Reserved
1258  *      Octet 19:         Bit 1 (lsb): Reserved
1259  *                        Bit 2: Encrypted?
1260  *                        Bits 3-8: Reserved
1261  *     Octets 20-23:      Header extent size (big-endian)
1262  *     Octets 24-25:      Number of header extents at front of file
1263  *                        (big-endian)
1264  *     Octet  26:         Begin RFC 2440 authentication token packet set
1265  *   Data Extent 0:
1266  *     Lower data (CBC encrypted)
1267  *   Data Extent 1:
1268  *     Lower data (CBC encrypted)
1269  *   ...
1270  *
1271  * Returns zero on success
1272  */
1273 static int ecryptfs_write_headers_virt(char *page_virt, size_t *size,
1274                                        struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1275                                        struct dentry *ecryptfs_dentry)
1276 {
1277         int rc;
1278         size_t written;
1279         size_t offset;
1280
1281         offset = ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES;
1282         write_ecryptfs_marker((page_virt + offset), &written);
1283         offset += written;
1284         write_ecryptfs_flags((page_virt + offset), crypt_stat, &written);
1285         offset += written;
1286         ecryptfs_write_header_metadata((page_virt + offset), crypt_stat,
1287                                        &written);
1288         offset += written;
1289         rc = ecryptfs_generate_key_packet_set((page_virt + offset), crypt_stat,
1290                                               ecryptfs_dentry, &written,
1291                                               PAGE_CACHE_SIZE - offset);
1292         if (rc)
1293                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error generating key packet "
1294                                 "set; rc = [%d]\n", rc);
1295         if (size) {
1296                 offset += written;
1297                 *size = offset;
1298         }
1299         return rc;
1300 }
1301
1302 static int
1303 ecryptfs_write_metadata_to_contents(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1304                                     struct dentry *ecryptfs_dentry,
1305                                     char *page_virt)
1306 {
1307         int current_header_page;
1308         int header_pages;
1309         int rc;
1310
1311         rc = ecryptfs_write_lower(ecryptfs_dentry->d_inode, page_virt,
1312                                   0, PAGE_CACHE_SIZE);
1313         if (rc) {
1314                 printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to write header "
1315                        "information to lower file; rc = [%d]\n", __FUNCTION__,
1316                        rc);
1317                 goto out;
1318         }
1319         header_pages = ((crypt_stat->extent_size
1320                          * crypt_stat->num_header_extents_at_front)
1321                         / PAGE_CACHE_SIZE);
1322         memset(page_virt, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1323         current_header_page = 1;
1324         while (current_header_page < header_pages) {
1325                 loff_t offset;
1326
1327                 offset = (((loff_t)current_header_page) << PAGE_CACHE_SHIFT);
1328                 if ((rc = ecryptfs_write_lower(ecryptfs_dentry->d_inode,
1329                                                page_virt, offset,
1330                                                PAGE_CACHE_SIZE))) {
1331                         printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to write header "
1332                                "information to lower file; rc = [%d]\n",
1333                                __FUNCTION__, rc);
1334                         goto out;
1335                 }
1336                 current_header_page++;
1337         }
1338 out:
1339         return rc;
1340 }
1341
1342 static int
1343 ecryptfs_write_metadata_to_xattr(struct dentry *ecryptfs_dentry,
1344                                  struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1345                                  char *page_virt, size_t size)
1346 {
1347         int rc;
1348
1349         rc = ecryptfs_setxattr(ecryptfs_dentry, ECRYPTFS_XATTR_NAME, page_virt,
1350                                size, 0);
1351         return rc;
1352 }
1353
1354 /**
1355  * ecryptfs_write_metadata
1356  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
1357  *
1358  * Write the file headers out.  This will likely involve a userspace
1359  * callout, in which the session key is encrypted with one or more
1360  * public keys and/or the passphrase necessary to do the encryption is
1361  * retrieved via a prompt.  Exactly what happens at this point should
1362  * be policy-dependent.
1363  *
1364  * TODO: Support header information spanning multiple pages
1365  *
1366  * Returns zero on success; non-zero on error
1367  */
1368 int ecryptfs_write_metadata(struct dentry *ecryptfs_dentry)
1369 {
1370         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
1371                 &ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_dentry->d_inode)->crypt_stat;
1372         char *page_virt;
1373         size_t size = 0;
1374         int rc = 0;
1375
1376         if (likely(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED)) {
1377                 if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_KEY_VALID)) {
1378                         printk(KERN_ERR "Key is invalid; bailing out\n");
1379                         rc = -EINVAL;
1380                         goto out;
1381                 }
1382         } else {
1383                 rc = -EINVAL;
1384                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING,
1385                                 "Called with crypt_stat->encrypted == 0\n");
1386                 goto out;
1387         }
1388         /* Released in this function */
1389         page_virt = kmem_cache_zalloc(ecryptfs_header_cache_0, GFP_USER);
1390         if (!page_virt) {
1391                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Out of memory\n");
1392                 rc = -ENOMEM;
1393                 goto out;
1394         }
1395         rc = ecryptfs_write_headers_virt(page_virt, &size, crypt_stat,
1396                                          ecryptfs_dentry);
1397         if (unlikely(rc)) {
1398                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error whilst writing headers\n");
1399                 memset(page_virt, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1400                 goto out_free;
1401         }
1402         if (crypt_stat->flags & ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR)
1403                 rc = ecryptfs_write_metadata_to_xattr(ecryptfs_dentry,
1404                                                       crypt_stat, page_virt,
1405                                                       size);
1406         else
1407                 rc = ecryptfs_write_metadata_to_contents(crypt_stat,
1408                                                          ecryptfs_dentry,
1409                                                          page_virt);
1410         if (rc) {
1411                 printk(KERN_ERR "Error writing metadata out to lower file; "
1412                        "rc = [%d]\n", rc);
1413                 goto out_free;
1414         }
1415 out_free:
1416         kmem_cache_free(ecryptfs_header_cache_0, page_virt);
1417 out:
1418         return rc;
1419 }
1420
1421 #define ECRYPTFS_DONT_VALIDATE_HEADER_SIZE 0
1422 #define ECRYPTFS_VALIDATE_HEADER_SIZE 1
1423 static int parse_header_metadata(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1424                                  char *virt, int *bytes_read,
1425                                  int validate_header_size)
1426 {
1427         int rc = 0;
1428         u32 header_extent_size;
1429         u16 num_header_extents_at_front;
1430
1431         memcpy(&header_extent_size, virt, sizeof(u32));
1432         header_extent_size = be32_to_cpu(header_extent_size);
1433         virt += sizeof(u32);
1434         memcpy(&num_header_extents_at_front, virt, sizeof(u16));
1435         num_header_extents_at_front = be16_to_cpu(num_header_extents_at_front);
1436         crypt_stat->num_header_extents_at_front =
1437                 (int)num_header_extents_at_front;
1438         (*bytes_read) = (sizeof(u32) + sizeof(u16));
1439         if ((validate_header_size == ECRYPTFS_VALIDATE_HEADER_SIZE)
1440             && ((crypt_stat->extent_size
1441                  * crypt_stat->num_header_extents_at_front)
1442                 < ECRYPTFS_MINIMUM_HEADER_EXTENT_SIZE)) {
1443                 rc = -EINVAL;
1444                 printk(KERN_WARNING "Invalid number of header extents: [%zd]\n",
1445                        crypt_stat->num_header_extents_at_front);
1446         }
1447         return rc;
1448 }
1449
1450 /**
1451  * set_default_header_data
1452  * @crypt_stat: The cryptographic context
1453  *
1454  * For version 0 file format; this function is only for backwards
1455  * compatibility for files created with the prior versions of
1456  * eCryptfs.
1457  */
1458 static void set_default_header_data(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
1459 {
1460         crypt_stat->num_header_extents_at_front = 2;
1461 }
1462
1463 /**
1464  * ecryptfs_read_headers_virt
1465  * @page_virt: The virtual address into which to read the headers
1466  * @crypt_stat: The cryptographic context
1467  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
1468  * @validate_header_size: Whether to validate the header size while reading
1469  *
1470  * Read/parse the header data. The header format is detailed in the
1471  * comment block for the ecryptfs_write_headers_virt() function.
1472  *
1473  * Returns zero on success
1474  */
1475 static int ecryptfs_read_headers_virt(char *page_virt,
1476                                       struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1477                                       struct dentry *ecryptfs_dentry,
1478                                       int validate_header_size)
1479 {
1480         int rc = 0;
1481         int offset;
1482         int bytes_read;
1483
1484         ecryptfs_set_default_sizes(crypt_stat);
1485         crypt_stat->mount_crypt_stat = &ecryptfs_superblock_to_private(
1486                 ecryptfs_dentry->d_sb)->mount_crypt_stat;
1487         offset = ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES;
1488         rc = contains_ecryptfs_marker(page_virt + offset);
1489         if (rc == 0) {
1490                 rc = -EINVAL;
1491                 goto out;
1492         }
1493         offset += MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES;
1494         rc = ecryptfs_process_flags(crypt_stat, (page_virt + offset),
1495                                     &bytes_read);
1496         if (rc) {
1497                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error processing flags\n");
1498                 goto out;
1499         }
1500         if (crypt_stat->file_version > ECRYPTFS_SUPPORTED_FILE_VERSION) {
1501                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "File version is [%d]; only "
1502                                 "file version [%d] is supported by this "
1503                                 "version of eCryptfs\n",
1504                                 crypt_stat->file_version,
1505                                 ECRYPTFS_SUPPORTED_FILE_VERSION);
1506                 rc = -EINVAL;
1507                 goto out;
1508         }
1509         offset += bytes_read;
1510         if (crypt_stat->file_version >= 1) {
1511                 rc = parse_header_metadata(crypt_stat, (page_virt + offset),
1512                                            &bytes_read, validate_header_size);
1513                 if (rc) {
1514                         ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error reading header "
1515                                         "metadata; rc = [%d]\n", rc);
1516                 }
1517                 offset += bytes_read;
1518         } else
1519                 set_default_header_data(crypt_stat);
1520         rc = ecryptfs_parse_packet_set(crypt_stat, (page_virt + offset),
1521                                        ecryptfs_dentry);
1522 out:
1523         return rc;
1524 }
1525
1526 /**
1527  * ecryptfs_read_xattr_region
1528  * @page_virt: The vitual address into which to read the xattr data
1529  * @ecryptfs_inode: The eCryptfs inode
1530  *
1531  * Attempts to read the crypto metadata from the extended attribute
1532  * region of the lower file.
1533  *
1534  * Returns zero on success; non-zero on error
1535  */
1536 int ecryptfs_read_xattr_region(char *page_virt, struct inode *ecryptfs_inode)
1537 {
1538         struct dentry *lower_dentry =
1539                 ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->lower_file->f_dentry;
1540         ssize_t size;
1541         int rc = 0;
1542
1543         size = ecryptfs_getxattr_lower(lower_dentry, ECRYPTFS_XATTR_NAME,
1544                                        page_virt, ECRYPTFS_DEFAULT_EXTENT_SIZE);
1545         if (size < 0) {
1546                 printk(KERN_ERR "Error attempting to read the [%s] "
1547                        "xattr from the lower file; return value = [%zd]\n",
1548                        ECRYPTFS_XATTR_NAME, size);
1549                 rc = -EINVAL;
1550                 goto out;
1551         }
1552 out:
1553         return rc;
1554 }
1555
1556 int ecryptfs_read_and_validate_xattr_region(char *page_virt,
1557                                             struct dentry *ecryptfs_dentry)
1558 {
1559         int rc;
1560
1561         rc = ecryptfs_read_xattr_region(page_virt, ecryptfs_dentry->d_inode);
1562         if (rc)
1563                 goto out;
1564         if (!contains_ecryptfs_marker(page_virt + ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES)) {
1565                 printk(KERN_WARNING "Valid data found in [%s] xattr, but "
1566                         "the marker is invalid\n", ECRYPTFS_XATTR_NAME);
1567                 rc = -EINVAL;
1568         }
1569 out:
1570         return rc;
1571 }
1572
1573 /**
1574  * ecryptfs_read_metadata
1575  *
1576  * Common entry point for reading file metadata. From here, we could
1577  * retrieve the header information from the header region of the file,
1578  * the xattr region of the file, or some other repostory that is
1579  * stored separately from the file itself. The current implementation
1580  * supports retrieving the metadata information from the file contents
1581  * and from the xattr region.
1582  *
1583  * Returns zero if valid headers found and parsed; non-zero otherwise
1584  */
1585 int ecryptfs_read_metadata(struct dentry *ecryptfs_dentry)
1586 {
1587         int rc = 0;
1588         char *page_virt = NULL;
1589         struct inode *ecryptfs_inode = ecryptfs_dentry->d_inode;
1590         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
1591             &ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat;
1592         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat =
1593                 &ecryptfs_superblock_to_private(
1594                         ecryptfs_dentry->d_sb)->mount_crypt_stat;
1595
1596         ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(crypt_stat,
1597                                                       mount_crypt_stat);
1598         /* Read the first page from the underlying file */
1599         page_virt = kmem_cache_alloc(ecryptfs_header_cache_1, GFP_USER);
1600         if (!page_virt) {
1601                 rc = -ENOMEM;
1602                 printk(KERN_ERR "%s: Unable to allocate page_virt\n",
1603                        __FUNCTION__);
1604                 goto out;
1605         }
1606         rc = ecryptfs_read_lower(page_virt, 0, crypt_stat->extent_size,
1607                                  ecryptfs_inode);
1608         if (!rc)
1609                 rc = ecryptfs_read_headers_virt(page_virt, crypt_stat,
1610                                                 ecryptfs_dentry,
1611                                                 ECRYPTFS_VALIDATE_HEADER_SIZE);
1612         if (rc) {
1613                 rc = ecryptfs_read_xattr_region(page_virt, ecryptfs_inode);
1614                 if (rc) {
1615                         printk(KERN_DEBUG "Valid eCryptfs headers not found in "
1616                                "file header region or xattr region\n");
1617                         rc = -EINVAL;
1618                         goto out;
1619                 }
1620                 rc = ecryptfs_read_headers_virt(page_virt, crypt_stat,
1621                                                 ecryptfs_dentry,
1622                                                 ECRYPTFS_DONT_VALIDATE_HEADER_SIZE);
1623                 if (rc) {
1624                         printk(KERN_DEBUG "Valid eCryptfs headers not found in "
1625                                "file xattr region either\n");
1626                         rc = -EINVAL;
1627                 }
1628                 if (crypt_stat->mount_crypt_stat->flags
1629                     & ECRYPTFS_XATTR_METADATA_ENABLED) {
1630                         crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR;
1631                 } else {
1632                         printk(KERN_WARNING "Attempt to access file with "
1633                                "crypto metadata only in the extended attribute "
1634                                "region, but eCryptfs was mounted without "
1635                                "xattr support enabled. eCryptfs will not treat "
1636                                "this like an encrypted file.\n");
1637                         rc = -EINVAL;
1638                 }
1639         }
1640 out:
1641         if (page_virt) {
1642                 memset(page_virt, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1643                 kmem_cache_free(ecryptfs_header_cache_1, page_virt);
1644         }
1645         return rc;
1646 }
1647
1648 /**
1649  * ecryptfs_encode_filename - converts a plaintext file name to cipher text
1650  * @crypt_stat: The crypt_stat struct associated with the file anem to encode
1651  * @name: The plaintext name
1652  * @length: The length of the plaintext
1653  * @encoded_name: The encypted name
1654  *
1655  * Encrypts and encodes a filename into something that constitutes a
1656  * valid filename for a filesystem, with printable characters.
1657  *
1658  * We assume that we have a properly initialized crypto context,
1659  * pointed to by crypt_stat->tfm.
1660  *
1661  * TODO: Implement filename decoding and decryption here, in place of
1662  * memcpy. We are keeping the framework around for now to (1)
1663  * facilitate testing of the components needed to implement filename
1664  * encryption and (2) to provide a code base from which other
1665  * developers in the community can easily implement this feature.
1666  *
1667  * Returns the length of encoded filename; negative if error
1668  */
1669 int
1670 ecryptfs_encode_filename(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1671                          const char *name, int length, char **encoded_name)
1672 {
1673         int error = 0;
1674
1675         (*encoded_name) = kmalloc(length + 2, GFP_KERNEL);
1676         if (!(*encoded_name)) {
1677                 error = -ENOMEM;
1678                 goto out;
1679         }
1680         /* TODO: Filename encryption is a scheduled feature for a
1681          * future version of eCryptfs. This function is here only for
1682          * the purpose of providing a framework for other developers
1683          * to easily implement filename encryption. Hint: Replace this
1684          * memcpy() with a call to encrypt and encode the
1685          * filename, the set the length accordingly. */
1686         memcpy((void *)(*encoded_name), (void *)name, length);
1687         (*encoded_name)[length] = '\0';
1688         error = length + 1;
1689 out:
1690         return error;
1691 }
1692
1693 /**
1694  * ecryptfs_decode_filename - converts the cipher text name to plaintext
1695  * @crypt_stat: The crypt_stat struct associated with the file
1696  * @name: The filename in cipher text
1697  * @length: The length of the cipher text name
1698  * @decrypted_name: The plaintext name
1699  *
1700  * Decodes and decrypts the filename.
1701  *
1702  * We assume that we have a properly initialized crypto context,
1703  * pointed to by crypt_stat->tfm.
1704  *
1705  * TODO: Implement filename decoding and decryption here, in place of
1706  * memcpy. We are keeping the framework around for now to (1)
1707  * facilitate testing of the components needed to implement filename
1708  * encryption and (2) to provide a code base from which other
1709  * developers in the community can easily implement this feature.
1710  *
1711  * Returns the length of decoded filename; negative if error
1712  */
1713 int
1714 ecryptfs_decode_filename(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1715                          const char *name, int length, char **decrypted_name)
1716 {
1717         int error = 0;
1718
1719         (*decrypted_name) = kmalloc(length + 2, GFP_KERNEL);
1720         if (!(*decrypted_name)) {
1721                 error = -ENOMEM;
1722                 goto out;
1723         }
1724         /* TODO: Filename encryption is a scheduled feature for a
1725          * future version of eCryptfs. This function is here only for
1726          * the purpose of providing a framework for other developers
1727          * to easily implement filename encryption. Hint: Replace this
1728          * memcpy() with a call to decode and decrypt the
1729          * filename, the set the length accordingly. */
1730         memcpy((void *)(*decrypted_name), (void *)name, length);
1731         (*decrypted_name)[length + 1] = '\0';   /* Only for convenience
1732                                                  * in printing out the
1733                                                  * string in debug
1734                                                  * messages */
1735         error = length;
1736 out:
1737         return error;
1738 }
1739
1740 /**
1741  * ecryptfs_process_key_cipher - Perform key cipher initialization.
1742  * @key_tfm: Crypto context for key material, set by this function
1743  * @cipher_name: Name of the cipher
1744  * @key_size: Size of the key in bytes
1745  *
1746  * Returns zero on success. Any crypto_tfm structs allocated here
1747  * should be released by other functions, such as on a superblock put
1748  * event, regardless of whether this function succeeds for fails.
1749  */
1750 static int
1751 ecryptfs_process_key_cipher(struct crypto_blkcipher **key_tfm,
1752                             char *cipher_name, size_t *key_size)
1753 {
1754         char dummy_key[ECRYPTFS_MAX_KEY_BYTES];
1755         char *full_alg_name;
1756         int rc;
1757
1758         *key_tfm = NULL;
1759         if (*key_size > ECRYPTFS_MAX_KEY_BYTES) {
1760                 rc = -EINVAL;
1761                 printk(KERN_ERR "Requested key size is [%Zd] bytes; maximum "
1762                       "allowable is [%d]\n", *key_size, ECRYPTFS_MAX_KEY_BYTES);
1763                 goto out;
1764         }
1765         rc = ecryptfs_crypto_api_algify_cipher_name(&full_alg_name, cipher_name,
1766                                                     "ecb");
1767         if (rc)
1768                 goto out;
1769         *key_tfm = crypto_alloc_blkcipher(full_alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
1770         kfree(full_alg_name);
1771         if (IS_ERR(*key_tfm)) {
1772                 rc = PTR_ERR(*key_tfm);
1773                 printk(KERN_ERR "Unable to allocate crypto cipher with name "
1774                        "[%s]; rc = [%d]\n", cipher_name, rc);
1775                 goto out;
1776         }
1777         crypto_blkcipher_set_flags(*key_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_WEAK_KEY);
1778         if (*key_size == 0) {
1779                 struct blkcipher_alg *alg = crypto_blkcipher_alg(*key_tfm);
1780
1781                 *key_size = alg->max_keysize;
1782         }
1783         get_random_bytes(dummy_key, *key_size);
1784         rc = crypto_blkcipher_setkey(*key_tfm, dummy_key, *key_size);
1785         if (rc) {
1786                 printk(KERN_ERR "Error attempting to set key of size [%Zd] for "
1787                        "cipher [%s]; rc = [%d]\n", *key_size, cipher_name, rc);
1788                 rc = -EINVAL;
1789                 goto out;
1790         }
1791 out:
1792         return rc;
1793 }
1794
1795 struct kmem_cache *ecryptfs_key_tfm_cache;
1796 struct list_head key_tfm_list;
1797 struct mutex key_tfm_list_mutex;
1798
1799 int ecryptfs_init_crypto(void)
1800 {
1801         mutex_init(&key_tfm_list_mutex);
1802         INIT_LIST_HEAD(&key_tfm_list);
1803         return 0;
1804 }
1805
1806 int ecryptfs_destroy_crypto(void)
1807 {
1808         struct ecryptfs_key_tfm *key_tfm, *key_tfm_tmp;
1809
1810         mutex_lock(&key_tfm_list_mutex);
1811         list_for_each_entry_safe(key_tfm, key_tfm_tmp, &key_tfm_list,
1812                                  key_tfm_list) {
1813                 list_del(&key_tfm->key_tfm_list);
1814                 if (key_tfm->key_tfm)
1815                         crypto_free_blkcipher(key_tfm->key_tfm);
1816                 kmem_cache_free(ecryptfs_key_tfm_cache, key_tfm);
1817         }
1818         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
1819         return 0;
1820 }
1821
1822 int
1823 ecryptfs_add_new_key_tfm(struct ecryptfs_key_tfm **key_tfm, char *cipher_name,
1824                          size_t key_size)
1825 {
1826         struct ecryptfs_key_tfm *tmp_tfm;
1827         int rc = 0;
1828
1829         tmp_tfm = kmem_cache_alloc(ecryptfs_key_tfm_cache, GFP_KERNEL);
1830         if (key_tfm != NULL)
1831                 (*key_tfm) = tmp_tfm;
1832         if (!tmp_tfm) {
1833                 rc = -ENOMEM;
1834                 printk(KERN_ERR "Error attempting to allocate from "
1835                        "ecryptfs_key_tfm_cache\n");
1836                 goto out;
1837         }
1838         mutex_init(&tmp_tfm->key_tfm_mutex);
1839         strncpy(tmp_tfm->cipher_name, cipher_name,
1840                 ECRYPTFS_MAX_CIPHER_NAME_SIZE);
1841         tmp_tfm->key_size = key_size;
1842         rc = ecryptfs_process_key_cipher(&tmp_tfm->key_tfm,
1843                                          tmp_tfm->cipher_name,
1844                                          &tmp_tfm->key_size);
1845         if (rc) {
1846                 printk(KERN_ERR "Error attempting to initialize key TFM "
1847                        "cipher with name = [%s]; rc = [%d]\n",
1848                        tmp_tfm->cipher_name, rc);
1849                 kmem_cache_free(ecryptfs_key_tfm_cache, tmp_tfm);
1850                 if (key_tfm != NULL)
1851                         (*key_tfm) = NULL;
1852                 goto out;
1853         }
1854         mutex_lock(&key_tfm_list_mutex);
1855         list_add(&tmp_tfm->key_tfm_list, &key_tfm_list);
1856         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
1857 out:
1858         return rc;
1859 }
1860
1861 int ecryptfs_get_tfm_and_mutex_for_cipher_name(struct crypto_blkcipher **tfm,
1862                                                struct mutex **tfm_mutex,
1863                                                char *cipher_name)
1864 {
1865         struct ecryptfs_key_tfm *key_tfm;
1866         int rc = 0;
1867
1868         (*tfm) = NULL;
1869         (*tfm_mutex) = NULL;
1870         mutex_lock(&key_tfm_list_mutex);
1871         list_for_each_entry(key_tfm, &key_tfm_list, key_tfm_list) {
1872                 if (strcmp(key_tfm->cipher_name, cipher_name) == 0) {
1873                         (*tfm) = key_tfm->key_tfm;
1874                         (*tfm_mutex) = &key_tfm->key_tfm_mutex;
1875                         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
1876                         goto out;
1877                 }
1878         }
1879         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
1880         rc = ecryptfs_add_new_key_tfm(&key_tfm, cipher_name, 0);
1881         if (rc) {
1882                 printk(KERN_ERR "Error adding new key_tfm to list; rc = [%d]\n",
1883                        rc);
1884                 goto out;
1885         }
1886         (*tfm) = key_tfm->key_tfm;
1887         (*tfm_mutex) = &key_tfm->key_tfm_mutex;
1888 out:
1889         return rc;
1890 }