[PATCH] Keys: Add LSM hooks for key management [try #3]
[linux-2.6.git] / Documentation / keys.txt
1                          ============================
2                          KERNEL KEY RETENTION SERVICE
3                          ============================
4
5 This service allows cryptographic keys, authentication tokens, cross-domain
6 user mappings, and similar to be cached in the kernel for the use of
7 filesystems other kernel services.
8
9 Keyrings are permitted; these are a special type of key that can hold links to
10 other keys. Processes each have three standard keyring subscriptions that a
11 kernel service can search for relevant keys.
12
13 The key service can be configured on by enabling:
14
15         "Security options"/"Enable access key retention support" (CONFIG_KEYS)
16
17 This document has the following sections:
18
19         - Key overview
20         - Key service overview
21         - Key access permissions
22         - New procfs files
23         - Userspace system call interface
24         - Kernel services
25         - Notes on accessing payload contents
26         - Defining a key type
27         - Request-key callback service
28         - Key access filesystem
29
30
31 ============
32 KEY OVERVIEW
33 ============
34
35 In this context, keys represent units of cryptographic data, authentication
36 tokens, keyrings, etc.. These are represented in the kernel by struct key.
37
38 Each key has a number of attributes:
39
40         - A serial number.
41         - A type.
42         - A description (for matching a key in a search).
43         - Access control information.
44         - An expiry time.
45         - A payload.
46         - State.
47
48
49  (*) Each key is issued a serial number of type key_serial_t that is unique for
50      the lifetime of that key. All serial numbers are positive non-zero 32-bit
51      integers.
52
53      Userspace programs can use a key's serial numbers as a way to gain access
54      to it, subject to permission checking.
55
56  (*) Each key is of a defined "type". Types must be registered inside the
57      kernel by a kernel service (such as a filesystem) before keys of that type
58      can be added or used. Userspace programs cannot define new types directly.
59
60      Key types are represented in the kernel by struct key_type. This defines a
61      number of operations that can be performed on a key of that type.
62
63      Should a type be removed from the system, all the keys of that type will
64      be invalidated.
65
66  (*) Each key has a description. This should be a printable string. The key
67      type provides an operation to perform a match between the description on a
68      key and a criterion string.
69
70  (*) Each key has an owner user ID, a group ID and a permissions mask. These
71      are used to control what a process may do to a key from userspace, and
72      whether a kernel service will be able to find the key.
73
74  (*) Each key can be set to expire at a specific time by the key type's
75      instantiation function. Keys can also be immortal.
76
77  (*) Each key can have a payload. This is a quantity of data that represent the
78      actual "key". In the case of a keyring, this is a list of keys to which
79      the keyring links; in the case of a user-defined key, it's an arbitrary
80      blob of data.
81
82      Having a payload is not required; and the payload can, in fact, just be a
83      value stored in the struct key itself.
84
85      When a key is instantiated, the key type's instantiation function is
86      called with a blob of data, and that then creates the key's payload in
87      some way.
88
89      Similarly, when userspace wants to read back the contents of the key, if
90      permitted, another key type operation will be called to convert the key's
91      attached payload back into a blob of data.
92
93  (*) Each key can be in one of a number of basic states:
94
95      (*) Uninstantiated. The key exists, but does not have any data attached.
96          Keys being requested from userspace will be in this state.
97
98      (*) Instantiated. This is the normal state. The key is fully formed, and
99          has data attached.
100
101      (*) Negative. This is a relatively short-lived state. The key acts as a
102          note saying that a previous call out to userspace failed, and acts as
103          a throttle on key lookups. A negative key can be updated to a normal
104          state.
105
106      (*) Expired. Keys can have lifetimes set. If their lifetime is exceeded,
107          they traverse to this state. An expired key can be updated back to a
108          normal state.
109
110      (*) Revoked. A key is put in this state by userspace action. It can't be
111          found or operated upon (apart from by unlinking it).
112
113      (*) Dead. The key's type was unregistered, and so the key is now useless.
114
115
116 ====================
117 KEY SERVICE OVERVIEW
118 ====================
119
120 The key service provides a number of features besides keys:
121
122  (*) The key service defines two special key types:
123
124      (+) "keyring"
125
126          Keyrings are special keys that contain a list of other keys. Keyring
127          lists can be modified using various system calls. Keyrings should not
128          be given a payload when created.
129
130      (+) "user"
131
132          A key of this type has a description and a payload that are arbitrary
133          blobs of data. These can be created, updated and read by userspace,
134          and aren't intended for use by kernel services.
135
136  (*) Each process subscribes to three keyrings: a thread-specific keyring, a
137      process-specific keyring, and a session-specific keyring.
138
139      The thread-specific keyring is discarded from the child when any sort of
140      clone, fork, vfork or execve occurs. A new keyring is created only when
141      required.
142
143      The process-specific keyring is replaced with an empty one in the child on
144      clone, fork, vfork unless CLONE_THREAD is supplied, in which case it is
145      shared. execve also discards the process's process keyring and creates a
146      new one.
147
148      The session-specific keyring is persistent across clone, fork, vfork and
149      execve, even when the latter executes a set-UID or set-GID binary. A
150      process can, however, replace its current session keyring with a new one
151      by using PR_JOIN_SESSION_KEYRING. It is permitted to request an anonymous
152      new one, or to attempt to create or join one of a specific name.
153
154      The ownership of the thread keyring changes when the real UID and GID of
155      the thread changes.
156
157  (*) Each user ID resident in the system holds two special keyrings: a user
158      specific keyring and a default user session keyring. The default session
159      keyring is initialised with a link to the user-specific keyring.
160
161      When a process changes its real UID, if it used to have no session key, it
162      will be subscribed to the default session key for the new UID.
163
164      If a process attempts to access its session key when it doesn't have one,
165      it will be subscribed to the default for its current UID.
166
167  (*) Each user has two quotas against which the keys they own are tracked. One
168      limits the total number of keys and keyrings, the other limits the total
169      amount of description and payload space that can be consumed.
170
171      The user can view information on this and other statistics through procfs
172      files.
173
174      Process-specific and thread-specific keyrings are not counted towards a
175      user's quota.
176
177      If a system call that modifies a key or keyring in some way would put the
178      user over quota, the operation is refused and error EDQUOT is returned.
179
180  (*) There's a system call interface by which userspace programs can create and
181      manipulate keys and keyrings.
182
183  (*) There's a kernel interface by which services can register types and search
184      for keys.
185
186  (*) There's a way for the a search done from the kernel to call back to
187      userspace to request a key that can't be found in a process's keyrings.
188
189  (*) An optional filesystem is available through which the key database can be
190      viewed and manipulated.
191
192
193 ======================
194 KEY ACCESS PERMISSIONS
195 ======================
196
197 Keys have an owner user ID, a group access ID, and a permissions mask. The mask
198 has up to eight bits each for possessor, user, group and other access. Only
199 six of each set of eight bits are defined. These permissions granted are:
200
201  (*) View
202
203      This permits a key or keyring's attributes to be viewed - including key
204      type and description.
205
206  (*) Read
207
208      This permits a key's payload to be viewed or a keyring's list of linked
209      keys.
210
211  (*) Write
212
213      This permits a key's payload to be instantiated or updated, or it allows a
214      link to be added to or removed from a keyring.
215
216  (*) Search
217
218      This permits keyrings to be searched and keys to be found. Searches can
219      only recurse into nested keyrings that have search permission set.
220
221  (*) Link
222
223      This permits a key or keyring to be linked to. To create a link from a
224      keyring to a key, a process must have Write permission on the keyring and
225      Link permission on the key.
226
227  (*) Set Attribute
228
229      This permits a key's UID, GID and permissions mask to be changed.
230
231 For changing the ownership, group ID or permissions mask, being the owner of
232 the key or having the sysadmin capability is sufficient.
233
234
235 ================
236 NEW PROCFS FILES
237 ================
238
239 Two files have been added to procfs by which an administrator can find out
240 about the status of the key service:
241
242  (*) /proc/keys
243
244      This lists all the keys on the system, giving information about their
245      type, description and permissions. The payload of the key is not available
246      this way:
247
248         SERIAL   FLAGS  USAGE EXPY PERM     UID   GID   TYPE      DESCRIPTION: SUMMARY
249         00000001 I-----    39 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _uid_ses.0: 1/4
250         00000002 I-----     2 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _uid.0: empty
251         00000007 I-----     1 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _pid.1: empty
252         0000018d I-----     1 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _pid.412: empty
253         000004d2 I--Q--     1 perm 1f3f0000    32    -1 keyring   _uid.32: 1/4
254         000004d3 I--Q--     3 perm 1f3f0000    32    -1 keyring   _uid_ses.32: empty
255         00000892 I--QU-     1 perm 1f000000     0     0 user      metal:copper: 0
256         00000893 I--Q-N     1  35s 1f3f0000     0     0 user      metal:silver: 0
257         00000894 I--Q--     1  10h 003f0000     0     0 user      metal:gold: 0
258
259      The flags are:
260
261         I       Instantiated
262         R       Revoked
263         D       Dead
264         Q       Contributes to user's quota
265         U       Under contruction by callback to userspace
266         N       Negative key
267
268      This file must be enabled at kernel configuration time as it allows anyone
269      to list the keys database.
270
271  (*) /proc/key-users
272
273      This file lists the tracking data for each user that has at least one key
274      on the system. Such data includes quota information and statistics:
275
276         [root@andromeda root]# cat /proc/key-users
277         0:     46 45/45 1/100 13/10000
278         29:     2 2/2 2/100 40/10000
279         32:     2 2/2 2/100 40/10000
280         38:     2 2/2 2/100 40/10000
281
282      The format of each line is
283         <UID>:                  User ID to which this applies
284         <usage>                 Structure refcount
285         <inst>/<keys>           Total number of keys and number instantiated
286         <keys>/<max>            Key count quota
287         <bytes>/<max>           Key size quota
288
289
290 ===============================
291 USERSPACE SYSTEM CALL INTERFACE
292 ===============================
293
294 Userspace can manipulate keys directly through three new syscalls: add_key,
295 request_key and keyctl. The latter provides a number of functions for
296 manipulating keys.
297
298 When referring to a key directly, userspace programs should use the key's
299 serial number (a positive 32-bit integer). However, there are some special
300 values available for referring to special keys and keyrings that relate to the
301 process making the call:
302
303         CONSTANT                        VALUE   KEY REFERENCED
304         ==============================  ======  ===========================
305         KEY_SPEC_THREAD_KEYRING         -1      thread-specific keyring
306         KEY_SPEC_PROCESS_KEYRING        -2      process-specific keyring
307         KEY_SPEC_SESSION_KEYRING        -3      session-specific keyring
308         KEY_SPEC_USER_KEYRING           -4      UID-specific keyring
309         KEY_SPEC_USER_SESSION_KEYRING   -5      UID-session keyring
310         KEY_SPEC_GROUP_KEYRING          -6      GID-specific keyring
311
312
313 The main syscalls are:
314
315  (*) Create a new key of given type, description and payload and add it to the
316      nominated keyring:
317
318         key_serial_t add_key(const char *type, const char *desc,
319                              const void *payload, size_t plen,
320                              key_serial_t keyring);
321
322      If a key of the same type and description as that proposed already exists
323      in the keyring, this will try to update it with the given payload, or it
324      will return error EEXIST if that function is not supported by the key
325      type. The process must also have permission to write to the key to be able
326      to update it. The new key will have all user permissions granted and no
327      group or third party permissions.
328
329      Otherwise, this will attempt to create a new key of the specified type and
330      description, and to instantiate it with the supplied payload and attach it
331      to the keyring. In this case, an error will be generated if the process
332      does not have permission to write to the keyring.
333
334      The payload is optional, and the pointer can be NULL if not required by
335      the type. The payload is plen in size, and plen can be zero for an empty
336      payload.
337
338      A new keyring can be generated by setting type "keyring", the keyring name
339      as the description (or NULL) and setting the payload to NULL.
340
341      User defined keys can be created by specifying type "user". It is
342      recommended that a user defined key's description by prefixed with a type
343      ID and a colon, such as "krb5tgt:" for a Kerberos 5 ticket granting
344      ticket.
345
346      Any other type must have been registered with the kernel in advance by a
347      kernel service such as a filesystem.
348
349      The ID of the new or updated key is returned if successful.
350
351
352  (*) Search the process's keyrings for a key, potentially calling out to
353      userspace to create it.
354
355         key_serial_t request_key(const char *type, const char *description,
356                                  const char *callout_info,
357                                  key_serial_t dest_keyring);
358
359      This function searches all the process's keyrings in the order thread,
360      process, session for a matching key. This works very much like
361      KEYCTL_SEARCH, including the optional attachment of the discovered key to
362      a keyring.
363
364      If a key cannot be found, and if callout_info is not NULL, then
365      /sbin/request-key will be invoked in an attempt to obtain a key. The
366      callout_info string will be passed as an argument to the program.
367
368      See also Documentation/keys-request-key.txt.
369
370
371 The keyctl syscall functions are:
372
373  (*) Map a special key ID to a real key ID for this process:
374
375         key_serial_t keyctl(KEYCTL_GET_KEYRING_ID, key_serial_t id,
376                             int create);
377
378      The special key specified by "id" is looked up (with the key being created
379      if necessary) and the ID of the key or keyring thus found is returned if
380      it exists.
381
382      If the key does not yet exist, the key will be created if "create" is
383      non-zero; and the error ENOKEY will be returned if "create" is zero.
384
385
386  (*) Replace the session keyring this process subscribes to with a new one:
387
388         key_serial_t keyctl(KEYCTL_JOIN_SESSION_KEYRING, const char *name);
389
390      If name is NULL, an anonymous keyring is created attached to the process
391      as its session keyring, displacing the old session keyring.
392
393      If name is not NULL, if a keyring of that name exists, the process
394      attempts to attach it as the session keyring, returning an error if that
395      is not permitted; otherwise a new keyring of that name is created and
396      attached as the session keyring.
397
398      To attach to a named keyring, the keyring must have search permission for
399      the process's ownership.
400
401      The ID of the new session keyring is returned if successful.
402
403
404  (*) Update the specified key:
405
406         long keyctl(KEYCTL_UPDATE, key_serial_t key, const void *payload,
407                     size_t plen);
408
409      This will try to update the specified key with the given payload, or it
410      will return error EOPNOTSUPP if that function is not supported by the key
411      type. The process must also have permission to write to the key to be able
412      to update it.
413
414      The payload is of length plen, and may be absent or empty as for
415      add_key().
416
417
418  (*) Revoke a key:
419
420         long keyctl(KEYCTL_REVOKE, key_serial_t key);
421
422      This makes a key unavailable for further operations. Further attempts to
423      use the key will be met with error EKEYREVOKED, and the key will no longer
424      be findable.
425
426
427  (*) Change the ownership of a key:
428
429         long keyctl(KEYCTL_CHOWN, key_serial_t key, uid_t uid, gid_t gid);
430
431      This function permits a key's owner and group ID to be changed. Either one
432      of uid or gid can be set to -1 to suppress that change.
433
434      Only the superuser can change a key's owner to something other than the
435      key's current owner. Similarly, only the superuser can change a key's
436      group ID to something other than the calling process's group ID or one of
437      its group list members.
438
439
440  (*) Change the permissions mask on a key:
441
442         long keyctl(KEYCTL_SETPERM, key_serial_t key, key_perm_t perm);
443
444      This function permits the owner of a key or the superuser to change the
445      permissions mask on a key.
446
447      Only bits the available bits are permitted; if any other bits are set,
448      error EINVAL will be returned.
449
450
451  (*) Describe a key:
452
453         long keyctl(KEYCTL_DESCRIBE, key_serial_t key, char *buffer,
454                     size_t buflen);
455
456      This function returns a summary of the key's attributes (but not its
457      payload data) as a string in the buffer provided.
458
459      Unless there's an error, it always returns the amount of data it could
460      produce, even if that's too big for the buffer, but it won't copy more
461      than requested to userspace. If the buffer pointer is NULL then no copy
462      will take place.
463
464      A process must have view permission on the key for this function to be
465      successful.
466
467      If successful, a string is placed in the buffer in the following format:
468
469         <type>;<uid>;<gid>;<perm>;<description>
470
471      Where type and description are strings, uid and gid are decimal, and perm
472      is hexadecimal. A NUL character is included at the end of the string if
473      the buffer is sufficiently big.
474
475      This can be parsed with
476
477         sscanf(buffer, "%[^;];%d;%d;%o;%s", type, &uid, &gid, &mode, desc);
478
479
480  (*) Clear out a keyring:
481
482         long keyctl(KEYCTL_CLEAR, key_serial_t keyring);
483
484      This function clears the list of keys attached to a keyring. The calling
485      process must have write permission on the keyring, and it must be a
486      keyring (or else error ENOTDIR will result).
487
488
489  (*) Link a key into a keyring:
490
491         long keyctl(KEYCTL_LINK, key_serial_t keyring, key_serial_t key);
492
493      This function creates a link from the keyring to the key. The process must
494      have write permission on the keyring and must have link permission on the
495      key.
496
497      Should the keyring not be a keyring, error ENOTDIR will result; and if the
498      keyring is full, error ENFILE will result.
499
500      The link procedure checks the nesting of the keyrings, returning ELOOP if
501      it appears to deep or EDEADLK if the link would introduce a cycle.
502
503
504  (*) Unlink a key or keyring from another keyring:
505
506         long keyctl(KEYCTL_UNLINK, key_serial_t keyring, key_serial_t key);
507
508      This function looks through the keyring for the first link to the
509      specified key, and removes it if found. Subsequent links to that key are
510      ignored. The process must have write permission on the keyring.
511
512      If the keyring is not a keyring, error ENOTDIR will result; and if the key
513      is not present, error ENOENT will be the result.
514
515
516  (*) Search a keyring tree for a key:
517
518         key_serial_t keyctl(KEYCTL_SEARCH, key_serial_t keyring,
519                             const char *type, const char *description,
520                             key_serial_t dest_keyring);
521
522      This searches the keyring tree headed by the specified keyring until a key
523      is found that matches the type and description criteria. Each keyring is
524      checked for keys before recursion into its children occurs.
525
526      The process must have search permission on the top level keyring, or else
527      error EACCES will result. Only keyrings that the process has search
528      permission on will be recursed into, and only keys and keyrings for which
529      a process has search permission can be matched. If the specified keyring
530      is not a keyring, ENOTDIR will result.
531
532      If the search succeeds, the function will attempt to link the found key
533      into the destination keyring if one is supplied (non-zero ID). All the
534      constraints applicable to KEYCTL_LINK apply in this case too.
535
536      Error ENOKEY, EKEYREVOKED or EKEYEXPIRED will be returned if the search
537      fails. On success, the resulting key ID will be returned.
538
539
540  (*) Read the payload data from a key:
541
542         long keyctl(KEYCTL_READ, key_serial_t keyring, char *buffer,
543                     size_t buflen);
544
545      This function attempts to read the payload data from the specified key
546      into the buffer. The process must have read permission on the key to
547      succeed.
548
549      The returned data will be processed for presentation by the key type. For
550      instance, a keyring will return an array of key_serial_t entries
551      representing the IDs of all the keys to which it is subscribed. The user
552      defined key type will return its data as is. If a key type does not
553      implement this function, error EOPNOTSUPP will result.
554
555      As much of the data as can be fitted into the buffer will be copied to
556      userspace if the buffer pointer is not NULL.
557
558      On a successful return, the function will always return the amount of data
559      available rather than the amount copied.
560
561
562  (*) Instantiate a partially constructed key.
563
564         long keyctl(KEYCTL_INSTANTIATE, key_serial_t key,
565                     const void *payload, size_t plen,
566                     key_serial_t keyring);
567
568      If the kernel calls back to userspace to complete the instantiation of a
569      key, userspace should use this call to supply data for the key before the
570      invoked process returns, or else the key will be marked negative
571      automatically.
572
573      The process must have write access on the key to be able to instantiate
574      it, and the key must be uninstantiated.
575
576      If a keyring is specified (non-zero), the key will also be linked into
577      that keyring, however all the constraints applying in KEYCTL_LINK apply in
578      this case too.
579
580      The payload and plen arguments describe the payload data as for add_key().
581
582
583  (*) Negatively instantiate a partially constructed key.
584
585         long keyctl(KEYCTL_NEGATE, key_serial_t key,
586                     unsigned timeout, key_serial_t keyring);
587
588      If the kernel calls back to userspace to complete the instantiation of a
589      key, userspace should use this call mark the key as negative before the
590      invoked process returns if it is unable to fulfil the request.
591
592      The process must have write access on the key to be able to instantiate
593      it, and the key must be uninstantiated.
594
595      If a keyring is specified (non-zero), the key will also be linked into
596      that keyring, however all the constraints applying in KEYCTL_LINK apply in
597      this case too.
598
599
600  (*) Set the default request-key destination keyring.
601
602         long keyctl(KEYCTL_SET_REQKEY_KEYRING, int reqkey_defl);
603
604      This sets the default keyring to which implicitly requested keys will be
605      attached for this thread. reqkey_defl should be one of these constants:
606
607         CONSTANT                                VALUE   NEW DEFAULT KEYRING
608         ======================================  ======  =======================
609         KEY_REQKEY_DEFL_NO_CHANGE               -1      No change
610         KEY_REQKEY_DEFL_DEFAULT                 0       Default[1]
611         KEY_REQKEY_DEFL_THREAD_KEYRING          1       Thread keyring
612         KEY_REQKEY_DEFL_PROCESS_KEYRING         2       Process keyring
613         KEY_REQKEY_DEFL_SESSION_KEYRING         3       Session keyring
614         KEY_REQKEY_DEFL_USER_KEYRING            4       User keyring
615         KEY_REQKEY_DEFL_USER_SESSION_KEYRING    5       User session keyring
616         KEY_REQKEY_DEFL_GROUP_KEYRING           6       Group keyring
617
618      The old default will be returned if successful and error EINVAL will be
619      returned if reqkey_defl is not one of the above values.
620
621      The default keyring can be overridden by the keyring indicated to the
622      request_key() system call.
623
624      Note that this setting is inherited across fork/exec.
625
626      [1] The default default is: the thread keyring if there is one, otherwise
627      the process keyring if there is one, otherwise the session keyring if
628      there is one, otherwise the user default session keyring.
629
630
631 ===============
632 KERNEL SERVICES
633 ===============
634
635 The kernel services for key managment are fairly simple to deal with. They can
636 be broken down into two areas: keys and key types.
637
638 Dealing with keys is fairly straightforward. Firstly, the kernel service
639 registers its type, then it searches for a key of that type. It should retain
640 the key as long as it has need of it, and then it should release it. For a
641 filesystem or device file, a search would probably be performed during the open
642 call, and the key released upon close. How to deal with conflicting keys due to
643 two different users opening the same file is left to the filesystem author to
644 solve.
645
646 Note that there are two different types of pointers to keys that may be
647 encountered:
648
649  (*) struct key *
650
651      This simply points to the key structure itself. Key structures will be at
652      least four-byte aligned.
653
654  (*) key_ref_t
655
656      This is equivalent to a struct key *, but the least significant bit is set
657      if the caller "possesses" the key. By "possession" it is meant that the
658      calling processes has a searchable link to the key from one of its
659      keyrings. There are three functions for dealing with these:
660
661         key_ref_t make_key_ref(const struct key *key,
662                                unsigned long possession);
663
664         struct key *key_ref_to_ptr(const key_ref_t key_ref);
665
666         unsigned long is_key_possessed(const key_ref_t key_ref);
667
668      The first function constructs a key reference from a key pointer and
669      possession information (which must be 0 or 1 and not any other value).
670
671      The second function retrieves the key pointer from a reference and the
672      third retrieves the possession flag.
673
674 When accessing a key's payload contents, certain precautions must be taken to
675 prevent access vs modification races. See the section "Notes on accessing
676 payload contents" for more information.
677
678 (*) To search for a key, call:
679
680         struct key *request_key(const struct key_type *type,
681                                 const char *description,
682                                 const char *callout_string);
683
684     This is used to request a key or keyring with a description that matches
685     the description specified according to the key type's match function. This
686     permits approximate matching to occur. If callout_string is not NULL, then
687     /sbin/request-key will be invoked in an attempt to obtain the key from
688     userspace. In that case, callout_string will be passed as an argument to
689     the program.
690
691     Should the function fail error ENOKEY, EKEYEXPIRED or EKEYREVOKED will be
692     returned.
693
694     If successful, the key will have been attached to the default keyring for
695     implicitly obtained request-key keys, as set by KEYCTL_SET_REQKEY_KEYRING.
696
697     See also Documentation/keys-request-key.txt.
698
699
700 (*) When it is no longer required, the key should be released using:
701
702         void key_put(struct key *key);
703
704     Or:
705
706         void key_ref_put(key_ref_t key_ref);
707
708     These can be called from interrupt context. If CONFIG_KEYS is not set then
709     the argument will not be parsed.
710
711
712 (*) Extra references can be made to a key by calling the following function:
713
714         struct key *key_get(struct key *key);
715
716     These need to be disposed of by calling key_put() when they've been
717     finished with. The key pointer passed in will be returned. If the pointer
718     is NULL or CONFIG_KEYS is not set then the key will not be dereferenced and
719     no increment will take place.
720
721
722 (*) A key's serial number can be obtained by calling:
723
724         key_serial_t key_serial(struct key *key);
725
726     If key is NULL or if CONFIG_KEYS is not set then 0 will be returned (in the
727     latter case without parsing the argument).
728
729
730 (*) If a keyring was found in the search, this can be further searched by:
731
732         key_ref_t keyring_search(key_ref_t keyring_ref,
733                                  const struct key_type *type,
734                                  const char *description)
735
736     This searches the keyring tree specified for a matching key. Error ENOKEY
737     is returned upon failure (use IS_ERR/PTR_ERR to determine). If successful,
738     the returned key will need to be released.
739
740     The possession attribute from the keyring reference is used to control
741     access through the permissions mask and is propagated to the returned key
742     reference pointer if successful.
743
744
745 (*) To check the validity of a key, this function can be called:
746
747         int validate_key(struct key *key);
748
749     This checks that the key in question hasn't expired or and hasn't been
750     revoked. Should the key be invalid, error EKEYEXPIRED or EKEYREVOKED will
751     be returned. If the key is NULL or if CONFIG_KEYS is not set then 0 will be
752     returned (in the latter case without parsing the argument).
753
754
755 (*) To register a key type, the following function should be called:
756
757         int register_key_type(struct key_type *type);
758
759     This will return error EEXIST if a type of the same name is already
760     present.
761
762
763 (*) To unregister a key type, call:
764
765         void unregister_key_type(struct key_type *type);
766
767
768 ===================================
769 NOTES ON ACCESSING PAYLOAD CONTENTS
770 ===================================
771
772 The simplest payload is just a number in key->payload.value. In this case,
773 there's no need to indulge in RCU or locking when accessing the payload.
774
775 More complex payload contents must be allocated and a pointer to them set in
776 key->payload.data. One of the following ways must be selected to access the
777 data:
778
779  (1) Unmodifiable key type.
780
781      If the key type does not have a modify method, then the key's payload can
782      be accessed without any form of locking, provided that it's known to be
783      instantiated (uninstantiated keys cannot be "found").
784
785  (2) The key's semaphore.
786
787      The semaphore could be used to govern access to the payload and to control
788      the payload pointer. It must be write-locked for modifications and would
789      have to be read-locked for general access. The disadvantage of doing this
790      is that the accessor may be required to sleep.
791
792  (3) RCU.
793
794      RCU must be used when the semaphore isn't already held; if the semaphore
795      is held then the contents can't change under you unexpectedly as the
796      semaphore must still be used to serialise modifications to the key. The
797      key management code takes care of this for the key type.
798
799      However, this means using:
800
801         rcu_read_lock() ... rcu_dereference() ... rcu_read_unlock()
802
803      to read the pointer, and:
804
805         rcu_dereference() ... rcu_assign_pointer() ... call_rcu()
806
807      to set the pointer and dispose of the old contents after a grace period.
808      Note that only the key type should ever modify a key's payload.
809
810      Furthermore, an RCU controlled payload must hold a struct rcu_head for the
811      use of call_rcu() and, if the payload is of variable size, the length of
812      the payload. key->datalen cannot be relied upon to be consistent with the
813      payload just dereferenced if the key's semaphore is not held.
814
815
816 ===================
817 DEFINING A KEY TYPE
818 ===================
819
820 A kernel service may want to define its own key type. For instance, an AFS
821 filesystem might want to define a Kerberos 5 ticket key type. To do this, it
822 author fills in a struct key_type and registers it with the system.
823
824 The structure has a number of fields, some of which are mandatory:
825
826  (*) const char *name
827
828      The name of the key type. This is used to translate a key type name
829      supplied by userspace into a pointer to the structure.
830
831
832  (*) size_t def_datalen
833
834      This is optional - it supplies the default payload data length as
835      contributed to the quota. If the key type's payload is always or almost
836      always the same size, then this is a more efficient way to do things.
837
838      The data length (and quota) on a particular key can always be changed
839      during instantiation or update by calling:
840
841         int key_payload_reserve(struct key *key, size_t datalen);
842
843      With the revised data length. Error EDQUOT will be returned if this is not
844      viable.
845
846
847  (*) int (*instantiate)(struct key *key, const void *data, size_t datalen);
848
849      This method is called to attach a payload to a key during construction.
850      The payload attached need not bear any relation to the data passed to this
851      function.
852
853      If the amount of data attached to the key differs from the size in
854      keytype->def_datalen, then key_payload_reserve() should be called.
855
856      This method does not have to lock the key in order to attach a payload.
857      The fact that KEY_FLAG_INSTANTIATED is not set in key->flags prevents
858      anything else from gaining access to the key.
859
860      It is safe to sleep in this method.
861
862
863  (*) int (*duplicate)(struct key *key, const struct key *source);
864
865      If this type of key can be duplicated, then this method should be
866      provided. It is called to copy the payload attached to the source into the
867      new key. The data length on the new key will have been updated and the
868      quota adjusted already.
869
870      This method will be called with the source key's semaphore read-locked to
871      prevent its payload from being changed, thus RCU constraints need not be
872      applied to the source key.
873
874      This method does not have to lock the destination key in order to attach a
875      payload. The fact that KEY_FLAG_INSTANTIATED is not set in key->flags
876      prevents anything else from gaining access to the key.
877
878      It is safe to sleep in this method.
879
880
881  (*) int (*update)(struct key *key, const void *data, size_t datalen);
882
883      If this type of key can be updated, then this method should be provided.
884      It is called to update a key's payload from the blob of data provided.
885
886      key_payload_reserve() should be called if the data length might change
887      before any changes are actually made. Note that if this succeeds, the type
888      is committed to changing the key because it's already been altered, so all
889      memory allocation must be done first.
890
891      The key will have its semaphore write-locked before this method is called,
892      but this only deters other writers; any changes to the key's payload must
893      be made under RCU conditions, and call_rcu() must be used to dispose of
894      the old payload.
895
896      key_payload_reserve() should be called before the changes are made, but
897      after all allocations and other potentially failing function calls are
898      made.
899
900      It is safe to sleep in this method.
901
902
903  (*) int (*match)(const struct key *key, const void *desc);
904
905      This method is called to match a key against a description. It should
906      return non-zero if the two match, zero if they don't.
907
908      This method should not need to lock the key in any way. The type and
909      description can be considered invariant, and the payload should not be
910      accessed (the key may not yet be instantiated).
911
912      It is not safe to sleep in this method; the caller may hold spinlocks.
913
914
915  (*) void (*destroy)(struct key *key);
916
917      This method is optional. It is called to discard the payload data on a key
918      when it is being destroyed.
919
920      This method does not need to lock the key to access the payload; it can
921      consider the key as being inaccessible at this time. Note that the key's
922      type may have been changed before this function is called.
923
924      It is not safe to sleep in this method; the caller may hold spinlocks.
925
926
927  (*) void (*describe)(const struct key *key, struct seq_file *p);
928
929      This method is optional. It is called during /proc/keys reading to
930      summarise a key's description and payload in text form.
931
932      This method will be called with the RCU read lock held. rcu_dereference()
933      should be used to read the payload pointer if the payload is to be
934      accessed. key->datalen cannot be trusted to stay consistent with the
935      contents of the payload.
936
937      The description will not change, though the key's state may.
938
939      It is not safe to sleep in this method; the RCU read lock is held by the
940      caller.
941
942
943  (*) long (*read)(const struct key *key, char __user *buffer, size_t buflen);
944
945      This method is optional. It is called by KEYCTL_READ to translate the
946      key's payload into something a blob of data for userspace to deal with.
947      Ideally, the blob should be in the same format as that passed in to the
948      instantiate and update methods.
949
950      If successful, the blob size that could be produced should be returned
951      rather than the size copied.
952
953      This method will be called with the key's semaphore read-locked. This will
954      prevent the key's payload changing. It is not necessary to use RCU locking
955      when accessing the key's payload. It is safe to sleep in this method, such
956      as might happen when the userspace buffer is accessed.
957
958
959 ============================
960 REQUEST-KEY CALLBACK SERVICE
961 ============================
962
963 To create a new key, the kernel will attempt to execute the following command
964 line:
965
966         /sbin/request-key create <key> <uid> <gid> \
967                 <threadring> <processring> <sessionring> <callout_info>
968
969 <key> is the key being constructed, and the three keyrings are the process
970 keyrings from the process that caused the search to be issued. These are
971 included for two reasons:
972
973   (1) There may be an authentication token in one of the keyrings that is
974       required to obtain the key, eg: a Kerberos Ticket-Granting Ticket.
975
976   (2) The new key should probably be cached in one of these rings.
977
978 This program should set it UID and GID to those specified before attempting to
979 access any more keys. It may then look around for a user specific process to
980 hand the request off to (perhaps a path held in placed in another key by, for
981 example, the KDE desktop manager).
982
983 The program (or whatever it calls) should finish construction of the key by
984 calling KEYCTL_INSTANTIATE, which also permits it to cache the key in one of
985 the keyrings (probably the session ring) before returning. Alternatively, the
986 key can be marked as negative with KEYCTL_NEGATE; this also permits the key to
987 be cached in one of the keyrings.
988
989 If it returns with the key remaining in the unconstructed state, the key will
990 be marked as being negative, it will be added to the session keyring, and an
991 error will be returned to the key requestor.
992
993 Supplementary information may be provided from whoever or whatever invoked this
994 service. This will be passed as the <callout_info> parameter. If no such
995 information was made available, then "-" will be passed as this parameter
996 instead.
997
998
999 Similarly, the kernel may attempt to update an expired or a soon to expire key
1000 by executing:
1001
1002         /sbin/request-key update <key> <uid> <gid> \
1003                 <threadring> <processring> <sessionring>
1004
1005 In this case, the program isn't required to actually attach the key to a ring;
1006 the rings are provided for reference.