7a472b129997e0113a0c3cec99a2a0d8743c3bbc
[linux-2.6.git] / fs / ecryptfs / crypto.c
1 /**
2  * eCryptfs: Linux filesystem encryption layer
3  *
4  * Copyright (C) 1997-2004 Erez Zadok
5  * Copyright (C) 2001-2004 Stony Brook University
6  * Copyright (C) 2004-2007 International Business Machines Corp.
7  *   Author(s): Michael A. Halcrow <mahalcro@us.ibm.com>
8  *              Michael C. Thompson <mcthomps@us.ibm.com>
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or
11  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
12  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
13  * License, or (at your option) any later version.
14  *
15  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
16  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
18  * General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
21  * along with this program; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
23  * 02111-1307, USA.
24  */
25
26 #include <linux/fs.h>
27 #include <linux/mount.h>
28 #include <linux/pagemap.h>
29 #include <linux/random.h>
30 #include <linux/compiler.h>
31 #include <linux/key.h>
32 #include <linux/namei.h>
33 #include <linux/crypto.h>
34 #include <linux/file.h>
35 #include <linux/scatterlist.h>
36 #include "ecryptfs_kernel.h"
37
38 static int
39 ecryptfs_decrypt_page_offset(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
40                              struct page *dst_page, int dst_offset,
41                              struct page *src_page, int src_offset, int size,
42                              unsigned char *iv);
43 static int
44 ecryptfs_encrypt_page_offset(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
45                              struct page *dst_page, int dst_offset,
46                              struct page *src_page, int src_offset, int size,
47                              unsigned char *iv);
48
49 /**
50  * ecryptfs_to_hex
51  * @dst: Buffer to take hex character representation of contents of
52  *       src; must be at least of size (src_size * 2)
53  * @src: Buffer to be converted to a hex string respresentation
54  * @src_size: number of bytes to convert
55  */
56 void ecryptfs_to_hex(char *dst, char *src, size_t src_size)
57 {
58         int x;
59
60         for (x = 0; x < src_size; x++)
61                 sprintf(&dst[x * 2], "%.2x", (unsigned char)src[x]);
62 }
63
64 /**
65  * ecryptfs_from_hex
66  * @dst: Buffer to take the bytes from src hex; must be at least of
67  *       size (src_size / 2)
68  * @src: Buffer to be converted from a hex string respresentation to raw value
69  * @dst_size: size of dst buffer, or number of hex characters pairs to convert
70  */
71 void ecryptfs_from_hex(char *dst, char *src, int dst_size)
72 {
73         int x;
74         char tmp[3] = { 0, };
75
76         for (x = 0; x < dst_size; x++) {
77                 tmp[0] = src[x * 2];
78                 tmp[1] = src[x * 2 + 1];
79                 dst[x] = (unsigned char)simple_strtol(tmp, NULL, 16);
80         }
81 }
82
83 /**
84  * ecryptfs_calculate_md5 - calculates the md5 of @src
85  * @dst: Pointer to 16 bytes of allocated memory
86  * @crypt_stat: Pointer to crypt_stat struct for the current inode
87  * @src: Data to be md5'd
88  * @len: Length of @src
89  *
90  * Uses the allocated crypto context that crypt_stat references to
91  * generate the MD5 sum of the contents of src.
92  */
93 static int ecryptfs_calculate_md5(char *dst,
94                                   struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
95                                   char *src, int len)
96 {
97         struct scatterlist sg;
98         struct hash_desc desc = {
99                 .tfm = crypt_stat->hash_tfm,
100                 .flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP
101         };
102         int rc = 0;
103
104         mutex_lock(&crypt_stat->cs_hash_tfm_mutex);
105         sg_init_one(&sg, (u8 *)src, len);
106         if (!desc.tfm) {
107                 desc.tfm = crypto_alloc_hash(ECRYPTFS_DEFAULT_HASH, 0,
108                                              CRYPTO_ALG_ASYNC);
109                 if (IS_ERR(desc.tfm)) {
110                         rc = PTR_ERR(desc.tfm);
111                         ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting to "
112                                         "allocate crypto context; rc = [%d]\n",
113                                         rc);
114                         goto out;
115                 }
116                 crypt_stat->hash_tfm = desc.tfm;
117         }
118         crypto_hash_init(&desc);
119         crypto_hash_update(&desc, &sg, len);
120         crypto_hash_final(&desc, dst);
121         mutex_unlock(&crypt_stat->cs_hash_tfm_mutex);
122 out:
123         return rc;
124 }
125
126 static int ecryptfs_crypto_api_algify_cipher_name(char **algified_name,
127                                                   char *cipher_name,
128                                                   char *chaining_modifier)
129 {
130         int cipher_name_len = strlen(cipher_name);
131         int chaining_modifier_len = strlen(chaining_modifier);
132         int algified_name_len;
133         int rc;
134
135         algified_name_len = (chaining_modifier_len + cipher_name_len + 3);
136         (*algified_name) = kmalloc(algified_name_len, GFP_KERNEL);
137         if (!(*algified_name)) {
138                 rc = -ENOMEM;
139                 goto out;
140         }
141         snprintf((*algified_name), algified_name_len, "%s(%s)",
142                  chaining_modifier, cipher_name);
143         rc = 0;
144 out:
145         return rc;
146 }
147
148 /**
149  * ecryptfs_derive_iv
150  * @iv: destination for the derived iv vale
151  * @crypt_stat: Pointer to crypt_stat struct for the current inode
152  * @offset: Offset of the extent whose IV we are to derive
153  *
154  * Generate the initialization vector from the given root IV and page
155  * offset.
156  *
157  * Returns zero on success; non-zero on error.
158  */
159 static int ecryptfs_derive_iv(char *iv, struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
160                               loff_t offset)
161 {
162         int rc = 0;
163         char dst[MD5_DIGEST_SIZE];
164         char src[ECRYPTFS_MAX_IV_BYTES + 16];
165
166         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
167                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "root iv:\n");
168                 ecryptfs_dump_hex(crypt_stat->root_iv, crypt_stat->iv_bytes);
169         }
170         /* TODO: It is probably secure to just cast the least
171          * significant bits of the root IV into an unsigned long and
172          * add the offset to that rather than go through all this
173          * hashing business. -Halcrow */
174         memcpy(src, crypt_stat->root_iv, crypt_stat->iv_bytes);
175         memset((src + crypt_stat->iv_bytes), 0, 16);
176         snprintf((src + crypt_stat->iv_bytes), 16, "%lld", offset);
177         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
178                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "source:\n");
179                 ecryptfs_dump_hex(src, (crypt_stat->iv_bytes + 16));
180         }
181         rc = ecryptfs_calculate_md5(dst, crypt_stat, src,
182                                     (crypt_stat->iv_bytes + 16));
183         if (rc) {
184                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error attempting to compute "
185                                 "MD5 while generating IV for a page\n");
186                 goto out;
187         }
188         memcpy(iv, dst, crypt_stat->iv_bytes);
189         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
190                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "derived iv:\n");
191                 ecryptfs_dump_hex(iv, crypt_stat->iv_bytes);
192         }
193 out:
194         return rc;
195 }
196
197 /**
198  * ecryptfs_init_crypt_stat
199  * @crypt_stat: Pointer to the crypt_stat struct to initialize.
200  *
201  * Initialize the crypt_stat structure.
202  */
203 void
204 ecryptfs_init_crypt_stat(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
205 {
206         memset((void *)crypt_stat, 0, sizeof(struct ecryptfs_crypt_stat));
207         INIT_LIST_HEAD(&crypt_stat->keysig_list);
208         mutex_init(&crypt_stat->keysig_list_mutex);
209         mutex_init(&crypt_stat->cs_mutex);
210         mutex_init(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
211         mutex_init(&crypt_stat->cs_hash_tfm_mutex);
212         crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_STRUCT_INITIALIZED;
213 }
214
215 /**
216  * ecryptfs_destroy_crypt_stat
217  * @crypt_stat: Pointer to the crypt_stat struct to initialize.
218  *
219  * Releases all memory associated with a crypt_stat struct.
220  */
221 void ecryptfs_destroy_crypt_stat(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
222 {
223         struct ecryptfs_key_sig *key_sig, *key_sig_tmp;
224
225         if (crypt_stat->tfm)
226                 crypto_free_blkcipher(crypt_stat->tfm);
227         if (crypt_stat->hash_tfm)
228                 crypto_free_hash(crypt_stat->hash_tfm);
229         mutex_lock(&crypt_stat->keysig_list_mutex);
230         list_for_each_entry_safe(key_sig, key_sig_tmp,
231                                  &crypt_stat->keysig_list, crypt_stat_list) {
232                 list_del(&key_sig->crypt_stat_list);
233                 kmem_cache_free(ecryptfs_key_sig_cache, key_sig);
234         }
235         mutex_unlock(&crypt_stat->keysig_list_mutex);
236         memset(crypt_stat, 0, sizeof(struct ecryptfs_crypt_stat));
237 }
238
239 void ecryptfs_destroy_mount_crypt_stat(
240         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat)
241 {
242         struct ecryptfs_global_auth_tok *auth_tok, *auth_tok_tmp;
243
244         if (!(mount_crypt_stat->flags & ECRYPTFS_MOUNT_CRYPT_STAT_INITIALIZED))
245                 return;
246         mutex_lock(&mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
247         list_for_each_entry_safe(auth_tok, auth_tok_tmp,
248                                  &mount_crypt_stat->global_auth_tok_list,
249                                  mount_crypt_stat_list) {
250                 list_del(&auth_tok->mount_crypt_stat_list);
251                 mount_crypt_stat->num_global_auth_toks--;
252                 if (auth_tok->global_auth_tok_key
253                     && !(auth_tok->flags & ECRYPTFS_AUTH_TOK_INVALID))
254                         key_put(auth_tok->global_auth_tok_key);
255                 kmem_cache_free(ecryptfs_global_auth_tok_cache, auth_tok);
256         }
257         mutex_unlock(&mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
258         memset(mount_crypt_stat, 0, sizeof(struct ecryptfs_mount_crypt_stat));
259 }
260
261 /**
262  * virt_to_scatterlist
263  * @addr: Virtual address
264  * @size: Size of data; should be an even multiple of the block size
265  * @sg: Pointer to scatterlist array; set to NULL to obtain only
266  *      the number of scatterlist structs required in array
267  * @sg_size: Max array size
268  *
269  * Fills in a scatterlist array with page references for a passed
270  * virtual address.
271  *
272  * Returns the number of scatterlist structs in array used
273  */
274 int virt_to_scatterlist(const void *addr, int size, struct scatterlist *sg,
275                         int sg_size)
276 {
277         int i = 0;
278         struct page *pg;
279         int offset;
280         int remainder_of_page;
281
282         while (size > 0 && i < sg_size) {
283                 pg = virt_to_page(addr);
284                 offset = offset_in_page(addr);
285                 if (sg)
286                         sg_set_page(&sg[i], pg, 0, offset);
287                 remainder_of_page = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
288                 if (size >= remainder_of_page) {
289                         if (sg)
290                                 sg[i].length = remainder_of_page;
291                         addr += remainder_of_page;
292                         size -= remainder_of_page;
293                 } else {
294                         if (sg)
295                                 sg[i].length = size;
296                         addr += size;
297                         size = 0;
298                 }
299                 i++;
300         }
301         if (size > 0)
302                 return -ENOMEM;
303         return i;
304 }
305
306 /**
307  * encrypt_scatterlist
308  * @crypt_stat: Pointer to the crypt_stat struct to initialize.
309  * @dest_sg: Destination of encrypted data
310  * @src_sg: Data to be encrypted
311  * @size: Length of data to be encrypted
312  * @iv: iv to use during encryption
313  *
314  * Returns the number of bytes encrypted; negative value on error
315  */
316 static int encrypt_scatterlist(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
317                                struct scatterlist *dest_sg,
318                                struct scatterlist *src_sg, int size,
319                                unsigned char *iv)
320 {
321         struct blkcipher_desc desc = {
322                 .tfm = crypt_stat->tfm,
323                 .info = iv,
324                 .flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP
325         };
326         int rc = 0;
327
328         BUG_ON(!crypt_stat || !crypt_stat->tfm
329                || !(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_STRUCT_INITIALIZED));
330         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
331                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Key size [%d]; key:\n",
332                                 crypt_stat->key_size);
333                 ecryptfs_dump_hex(crypt_stat->key,
334                                   crypt_stat->key_size);
335         }
336         /* Consider doing this once, when the file is opened */
337         mutex_lock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
338         rc = crypto_blkcipher_setkey(crypt_stat->tfm, crypt_stat->key,
339                                      crypt_stat->key_size);
340         if (rc) {
341                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error setting key; rc = [%d]\n",
342                                 rc);
343                 mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
344                 rc = -EINVAL;
345                 goto out;
346         }
347         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Encrypting [%d] bytes.\n", size);
348         crypto_blkcipher_encrypt_iv(&desc, dest_sg, src_sg, size);
349         mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
350 out:
351         return rc;
352 }
353
354 /**
355  * ecryptfs_lower_offset_for_extent
356  *
357  * Convert an eCryptfs page index into a lower byte offset
358  */
359 void ecryptfs_lower_offset_for_extent(loff_t *offset, loff_t extent_num,
360                                       struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
361 {
362         (*offset) = ((crypt_stat->extent_size
363                       * crypt_stat->num_header_extents_at_front)
364                      + (crypt_stat->extent_size * extent_num));
365 }
366
367 /**
368  * ecryptfs_encrypt_extent
369  * @enc_extent_page: Allocated page into which to encrypt the data in
370  *                   @page
371  * @crypt_stat: crypt_stat containing cryptographic context for the
372  *              encryption operation
373  * @page: Page containing plaintext data extent to encrypt
374  * @extent_offset: Page extent offset for use in generating IV
375  *
376  * Encrypts one extent of data.
377  *
378  * Return zero on success; non-zero otherwise
379  */
380 static int ecryptfs_encrypt_extent(struct page *enc_extent_page,
381                                    struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
382                                    struct page *page,
383                                    unsigned long extent_offset)
384 {
385         loff_t extent_base;
386         char extent_iv[ECRYPTFS_MAX_IV_BYTES];
387         int rc;
388
389         extent_base = (((loff_t)page->index)
390                        * (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size));
391         rc = ecryptfs_derive_iv(extent_iv, crypt_stat,
392                                 (extent_base + extent_offset));
393         if (rc) {
394                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting to "
395                                 "derive IV for extent [0x%.16x]; "
396                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
397                                 rc);
398                 goto out;
399         }
400         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
401                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Encrypting extent "
402                                 "with iv:\n");
403                 ecryptfs_dump_hex(extent_iv, crypt_stat->iv_bytes);
404                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes before "
405                                 "encryption:\n");
406                 ecryptfs_dump_hex((char *)
407                                   (page_address(page)
408                                    + (extent_offset * crypt_stat->extent_size)),
409                                   8);
410         }
411         rc = ecryptfs_encrypt_page_offset(crypt_stat, enc_extent_page, 0,
412                                           page, (extent_offset
413                                                  * crypt_stat->extent_size),
414                                           crypt_stat->extent_size, extent_iv);
415         if (rc < 0) {
416                 printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to encrypt page with "
417                        "page->index = [%ld], extent_offset = [%ld]; "
418                        "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, page->index, extent_offset,
419                        rc);
420                 goto out;
421         }
422         rc = 0;
423         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
424                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Encrypt extent [0x%.16x]; "
425                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
426                                 rc);
427                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes after "
428                                 "encryption:\n");
429                 ecryptfs_dump_hex((char *)(page_address(enc_extent_page)), 8);
430         }
431 out:
432         return rc;
433 }
434
435 /**
436  * ecryptfs_encrypt_page
437  * @page: Page mapped from the eCryptfs inode for the file; contains
438  *        decrypted content that needs to be encrypted (to a temporary
439  *        page; not in place) and written out to the lower file
440  *
441  * Encrypt an eCryptfs page. This is done on a per-extent basis. Note
442  * that eCryptfs pages may straddle the lower pages -- for instance,
443  * if the file was created on a machine with an 8K page size
444  * (resulting in an 8K header), and then the file is copied onto a
445  * host with a 32K page size, then when reading page 0 of the eCryptfs
446  * file, 24K of page 0 of the lower file will be read and decrypted,
447  * and then 8K of page 1 of the lower file will be read and decrypted.
448  *
449  * Returns zero on success; negative on error
450  */
451 int ecryptfs_encrypt_page(struct page *page)
452 {
453         struct inode *ecryptfs_inode;
454         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat;
455         char *enc_extent_virt = NULL;
456         struct page *enc_extent_page;
457         loff_t extent_offset;
458         int rc = 0;
459
460         ecryptfs_inode = page->mapping->host;
461         crypt_stat =
462                 &(ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat);
463         if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED)) {
464                 rc = ecryptfs_write_lower_page_segment(ecryptfs_inode, page,
465                                                        0, PAGE_CACHE_SIZE);
466                 if (rc)
467                         printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to copy "
468                                "page at index [%ld]\n", __FUNCTION__,
469                                page->index);
470                 goto out;
471         }
472         enc_extent_virt = kmalloc(PAGE_CACHE_SIZE, GFP_USER);
473         if (!enc_extent_virt) {
474                 rc = -ENOMEM;
475                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error allocating memory for "
476                                 "encrypted extent\n");
477                 goto out;
478         }
479         enc_extent_page = virt_to_page(enc_extent_virt);
480         for (extent_offset = 0;
481              extent_offset < (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size);
482              extent_offset++) {
483                 loff_t offset;
484
485                 rc = ecryptfs_encrypt_extent(enc_extent_page, crypt_stat, page,
486                                              extent_offset);
487                 if (rc) {
488                         printk(KERN_ERR "%s: Error encrypting extent; "
489                                "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, rc);
490                         goto out;
491                 }
492                 ecryptfs_lower_offset_for_extent(
493                         &offset, ((((loff_t)page->index)
494                                    * (PAGE_CACHE_SIZE
495                                       / crypt_stat->extent_size))
496                                   + extent_offset), crypt_stat);
497                 rc = ecryptfs_write_lower(ecryptfs_inode, enc_extent_virt,
498                                           offset, crypt_stat->extent_size);
499                 if (rc) {
500                         ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting "
501                                         "to write lower page; rc = [%d]"
502                                         "\n", rc);
503                         goto out;
504                 }
505                 extent_offset++;
506         }
507 out:
508         kfree(enc_extent_virt);
509         return rc;
510 }
511
512 static int ecryptfs_decrypt_extent(struct page *page,
513                                    struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
514                                    struct page *enc_extent_page,
515                                    unsigned long extent_offset)
516 {
517         loff_t extent_base;
518         char extent_iv[ECRYPTFS_MAX_IV_BYTES];
519         int rc;
520
521         extent_base = (((loff_t)page->index)
522                        * (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size));
523         rc = ecryptfs_derive_iv(extent_iv, crypt_stat,
524                                 (extent_base + extent_offset));
525         if (rc) {
526                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting to "
527                                 "derive IV for extent [0x%.16x]; "
528                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
529                                 rc);
530                 goto out;
531         }
532         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
533                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Decrypting extent "
534                                 "with iv:\n");
535                 ecryptfs_dump_hex(extent_iv, crypt_stat->iv_bytes);
536                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes before "
537                                 "decryption:\n");
538                 ecryptfs_dump_hex((char *)
539                                   (page_address(enc_extent_page)
540                                    + (extent_offset * crypt_stat->extent_size)),
541                                   8);
542         }
543         rc = ecryptfs_decrypt_page_offset(crypt_stat, page,
544                                           (extent_offset
545                                            * crypt_stat->extent_size),
546                                           enc_extent_page, 0,
547                                           crypt_stat->extent_size, extent_iv);
548         if (rc < 0) {
549                 printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to decrypt to page with "
550                        "page->index = [%ld], extent_offset = [%ld]; "
551                        "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, page->index, extent_offset,
552                        rc);
553                 goto out;
554         }
555         rc = 0;
556         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
557                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Decrypt extent [0x%.16x]; "
558                                 "rc = [%d]\n", (extent_base + extent_offset),
559                                 rc);
560                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "First 8 bytes after "
561                                 "decryption:\n");
562                 ecryptfs_dump_hex((char *)(page_address(page)
563                                            + (extent_offset
564                                               * crypt_stat->extent_size)), 8);
565         }
566 out:
567         return rc;
568 }
569
570 /**
571  * ecryptfs_decrypt_page
572  * @page: Page mapped from the eCryptfs inode for the file; data read
573  *        and decrypted from the lower file will be written into this
574  *        page
575  *
576  * Decrypt an eCryptfs page. This is done on a per-extent basis. Note
577  * that eCryptfs pages may straddle the lower pages -- for instance,
578  * if the file was created on a machine with an 8K page size
579  * (resulting in an 8K header), and then the file is copied onto a
580  * host with a 32K page size, then when reading page 0 of the eCryptfs
581  * file, 24K of page 0 of the lower file will be read and decrypted,
582  * and then 8K of page 1 of the lower file will be read and decrypted.
583  *
584  * Returns zero on success; negative on error
585  */
586 int ecryptfs_decrypt_page(struct page *page)
587 {
588         struct inode *ecryptfs_inode;
589         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat;
590         char *enc_extent_virt = NULL;
591         struct page *enc_extent_page;
592         unsigned long extent_offset;
593         int rc = 0;
594
595         ecryptfs_inode = page->mapping->host;
596         crypt_stat =
597                 &(ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat);
598         if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED)) {
599                 rc = ecryptfs_read_lower_page_segment(page, page->index, 0,
600                                                       PAGE_CACHE_SIZE,
601                                                       ecryptfs_inode);
602                 if (rc)
603                         printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to copy "
604                                "page at index [%ld]\n", __FUNCTION__,
605                                page->index);
606                 goto out;
607         }
608         enc_extent_virt = kmalloc(PAGE_CACHE_SIZE, GFP_USER);
609         if (!enc_extent_virt) {
610                 rc = -ENOMEM;
611                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error allocating memory for "
612                                 "encrypted extent\n");
613                 goto out;
614         }
615         enc_extent_page = virt_to_page(enc_extent_virt);
616         for (extent_offset = 0;
617              extent_offset < (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size);
618              extent_offset++) {
619                 loff_t offset;
620
621                 ecryptfs_lower_offset_for_extent(
622                         &offset, ((page->index * (PAGE_CACHE_SIZE
623                                                   / crypt_stat->extent_size))
624                                   + extent_offset), crypt_stat);
625                 rc = ecryptfs_read_lower(enc_extent_virt, offset,
626                                          crypt_stat->extent_size,
627                                          ecryptfs_inode);
628                 if (rc) {
629                         ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error attempting "
630                                         "to read lower page; rc = [%d]"
631                                         "\n", rc);
632                         goto out;
633                 }
634                 rc = ecryptfs_decrypt_extent(page, crypt_stat, enc_extent_page,
635                                              extent_offset);
636                 if (rc) {
637                         printk(KERN_ERR "%s: Error encrypting extent; "
638                                "rc = [%d]\n", __FUNCTION__, rc);
639                         goto out;
640                 }
641                 extent_offset++;
642         }
643 out:
644         kfree(enc_extent_virt);
645         return rc;
646 }
647
648 /**
649  * decrypt_scatterlist
650  * @crypt_stat: Cryptographic context
651  * @dest_sg: The destination scatterlist to decrypt into
652  * @src_sg: The source scatterlist to decrypt from
653  * @size: The number of bytes to decrypt
654  * @iv: The initialization vector to use for the decryption
655  *
656  * Returns the number of bytes decrypted; negative value on error
657  */
658 static int decrypt_scatterlist(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
659                                struct scatterlist *dest_sg,
660                                struct scatterlist *src_sg, int size,
661                                unsigned char *iv)
662 {
663         struct blkcipher_desc desc = {
664                 .tfm = crypt_stat->tfm,
665                 .info = iv,
666                 .flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP
667         };
668         int rc = 0;
669
670         /* Consider doing this once, when the file is opened */
671         mutex_lock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
672         rc = crypto_blkcipher_setkey(crypt_stat->tfm, crypt_stat->key,
673                                      crypt_stat->key_size);
674         if (rc) {
675                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error setting key; rc = [%d]\n",
676                                 rc);
677                 mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
678                 rc = -EINVAL;
679                 goto out;
680         }
681         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Decrypting [%d] bytes.\n", size);
682         rc = crypto_blkcipher_decrypt_iv(&desc, dest_sg, src_sg, size);
683         mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
684         if (rc) {
685                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error decrypting; rc = [%d]\n",
686                                 rc);
687                 goto out;
688         }
689         rc = size;
690 out:
691         return rc;
692 }
693
694 /**
695  * ecryptfs_encrypt_page_offset
696  * @crypt_stat: The cryptographic context
697  * @dst_page: The page to encrypt into
698  * @dst_offset: The offset in the page to encrypt into
699  * @src_page: The page to encrypt from
700  * @src_offset: The offset in the page to encrypt from
701  * @size: The number of bytes to encrypt
702  * @iv: The initialization vector to use for the encryption
703  *
704  * Returns the number of bytes encrypted
705  */
706 static int
707 ecryptfs_encrypt_page_offset(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
708                              struct page *dst_page, int dst_offset,
709                              struct page *src_page, int src_offset, int size,
710                              unsigned char *iv)
711 {
712         struct scatterlist src_sg, dst_sg;
713
714         sg_init_table(&src_sg, 1);
715         sg_init_table(&dst_sg, 1);
716
717         sg_set_page(&src_sg, src_page, size, src_offset);
718         sg_set_page(&dst_sg, dst_page, size, dst_offset);
719         return encrypt_scatterlist(crypt_stat, &dst_sg, &src_sg, size, iv);
720 }
721
722 /**
723  * ecryptfs_decrypt_page_offset
724  * @crypt_stat: The cryptographic context
725  * @dst_page: The page to decrypt into
726  * @dst_offset: The offset in the page to decrypt into
727  * @src_page: The page to decrypt from
728  * @src_offset: The offset in the page to decrypt from
729  * @size: The number of bytes to decrypt
730  * @iv: The initialization vector to use for the decryption
731  *
732  * Returns the number of bytes decrypted
733  */
734 static int
735 ecryptfs_decrypt_page_offset(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
736                              struct page *dst_page, int dst_offset,
737                              struct page *src_page, int src_offset, int size,
738                              unsigned char *iv)
739 {
740         struct scatterlist src_sg, dst_sg;
741
742         sg_init_table(&src_sg, 1);
743         sg_set_page(&src_sg, src_page, size, src_offset);
744
745         sg_init_table(&dst_sg, 1);
746         sg_set_page(&dst_sg, dst_page, size, dst_offset);
747
748         return decrypt_scatterlist(crypt_stat, &dst_sg, &src_sg, size, iv);
749 }
750
751 #define ECRYPTFS_MAX_SCATTERLIST_LEN 4
752
753 /**
754  * ecryptfs_init_crypt_ctx
755  * @crypt_stat: Uninitilized crypt stats structure
756  *
757  * Initialize the crypto context.
758  *
759  * TODO: Performance: Keep a cache of initialized cipher contexts;
760  * only init if needed
761  */
762 int ecryptfs_init_crypt_ctx(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
763 {
764         char *full_alg_name;
765         int rc = -EINVAL;
766
767         if (!crypt_stat->cipher) {
768                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "No cipher specified\n");
769                 goto out;
770         }
771         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG,
772                         "Initializing cipher [%s]; strlen = [%d]; "
773                         "key_size_bits = [%d]\n",
774                         crypt_stat->cipher, (int)strlen(crypt_stat->cipher),
775                         crypt_stat->key_size << 3);
776         if (crypt_stat->tfm) {
777                 rc = 0;
778                 goto out;
779         }
780         mutex_lock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
781         rc = ecryptfs_crypto_api_algify_cipher_name(&full_alg_name,
782                                                     crypt_stat->cipher, "cbc");
783         if (rc)
784                 goto out;
785         crypt_stat->tfm = crypto_alloc_blkcipher(full_alg_name, 0,
786                                                  CRYPTO_ALG_ASYNC);
787         kfree(full_alg_name);
788         if (IS_ERR(crypt_stat->tfm)) {
789                 rc = PTR_ERR(crypt_stat->tfm);
790                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "cryptfs: init_crypt_ctx(): "
791                                 "Error initializing cipher [%s]\n",
792                                 crypt_stat->cipher);
793                 mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
794                 goto out;
795         }
796         crypto_blkcipher_set_flags(crypt_stat->tfm, CRYPTO_TFM_REQ_WEAK_KEY);
797         mutex_unlock(&crypt_stat->cs_tfm_mutex);
798         rc = 0;
799 out:
800         return rc;
801 }
802
803 static void set_extent_mask_and_shift(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
804 {
805         int extent_size_tmp;
806
807         crypt_stat->extent_mask = 0xFFFFFFFF;
808         crypt_stat->extent_shift = 0;
809         if (crypt_stat->extent_size == 0)
810                 return;
811         extent_size_tmp = crypt_stat->extent_size;
812         while ((extent_size_tmp & 0x01) == 0) {
813                 extent_size_tmp >>= 1;
814                 crypt_stat->extent_mask <<= 1;
815                 crypt_stat->extent_shift++;
816         }
817 }
818
819 void ecryptfs_set_default_sizes(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
820 {
821         /* Default values; may be overwritten as we are parsing the
822          * packets. */
823         crypt_stat->extent_size = ECRYPTFS_DEFAULT_EXTENT_SIZE;
824         set_extent_mask_and_shift(crypt_stat);
825         crypt_stat->iv_bytes = ECRYPTFS_DEFAULT_IV_BYTES;
826         if (crypt_stat->flags & ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR)
827                 crypt_stat->num_header_extents_at_front = 0;
828         else {
829                 if (PAGE_CACHE_SIZE <= ECRYPTFS_MINIMUM_HEADER_EXTENT_SIZE)
830                         crypt_stat->num_header_extents_at_front =
831                                 (ECRYPTFS_MINIMUM_HEADER_EXTENT_SIZE
832                                  / crypt_stat->extent_size);
833                 else
834                         crypt_stat->num_header_extents_at_front =
835                                 (PAGE_CACHE_SIZE / crypt_stat->extent_size);
836         }
837 }
838
839 /**
840  * ecryptfs_compute_root_iv
841  * @crypt_stats
842  *
843  * On error, sets the root IV to all 0's.
844  */
845 int ecryptfs_compute_root_iv(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
846 {
847         int rc = 0;
848         char dst[MD5_DIGEST_SIZE];
849
850         BUG_ON(crypt_stat->iv_bytes > MD5_DIGEST_SIZE);
851         BUG_ON(crypt_stat->iv_bytes <= 0);
852         if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_KEY_VALID)) {
853                 rc = -EINVAL;
854                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Session key not valid; "
855                                 "cannot generate root IV\n");
856                 goto out;
857         }
858         rc = ecryptfs_calculate_md5(dst, crypt_stat, crypt_stat->key,
859                                     crypt_stat->key_size);
860         if (rc) {
861                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error attempting to compute "
862                                 "MD5 while generating root IV\n");
863                 goto out;
864         }
865         memcpy(crypt_stat->root_iv, dst, crypt_stat->iv_bytes);
866 out:
867         if (rc) {
868                 memset(crypt_stat->root_iv, 0, crypt_stat->iv_bytes);
869                 crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_SECURITY_WARNING;
870         }
871         return rc;
872 }
873
874 static void ecryptfs_generate_new_key(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
875 {
876         get_random_bytes(crypt_stat->key, crypt_stat->key_size);
877         crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_KEY_VALID;
878         ecryptfs_compute_root_iv(crypt_stat);
879         if (unlikely(ecryptfs_verbosity > 0)) {
880                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Generated new session key:\n");
881                 ecryptfs_dump_hex(crypt_stat->key,
882                                   crypt_stat->key_size);
883         }
884 }
885
886 /**
887  * ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags
888  * @crypt_stat: The inode's cryptographic context
889  * @mount_crypt_stat: The mount point's cryptographic context
890  *
891  * This function propagates the mount-wide flags to individual inode
892  * flags.
893  */
894 static void ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(
895         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
896         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat)
897 {
898         if (mount_crypt_stat->flags & ECRYPTFS_XATTR_METADATA_ENABLED)
899                 crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR;
900         if (mount_crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED_VIEW_ENABLED)
901                 crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_VIEW_AS_ENCRYPTED;
902 }
903
904 static int ecryptfs_copy_mount_wide_sigs_to_inode_sigs(
905         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
906         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat)
907 {
908         struct ecryptfs_global_auth_tok *global_auth_tok;
909         int rc = 0;
910
911         mutex_lock(&mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
912         list_for_each_entry(global_auth_tok,
913                             &mount_crypt_stat->global_auth_tok_list,
914                             mount_crypt_stat_list) {
915                 rc = ecryptfs_add_keysig(crypt_stat, global_auth_tok->sig);
916                 if (rc) {
917                         printk(KERN_ERR "Error adding keysig; rc = [%d]\n", rc);
918                         mutex_unlock(
919                                 &mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
920                         goto out;
921                 }
922         }
923         mutex_unlock(&mount_crypt_stat->global_auth_tok_list_mutex);
924 out:
925         return rc;
926 }
927
928 /**
929  * ecryptfs_set_default_crypt_stat_vals
930  * @crypt_stat: The inode's cryptographic context
931  * @mount_crypt_stat: The mount point's cryptographic context
932  *
933  * Default values in the event that policy does not override them.
934  */
935 static void ecryptfs_set_default_crypt_stat_vals(
936         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
937         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat)
938 {
939         ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(crypt_stat,
940                                                       mount_crypt_stat);
941         ecryptfs_set_default_sizes(crypt_stat);
942         strcpy(crypt_stat->cipher, ECRYPTFS_DEFAULT_CIPHER);
943         crypt_stat->key_size = ECRYPTFS_DEFAULT_KEY_BYTES;
944         crypt_stat->flags &= ~(ECRYPTFS_KEY_VALID);
945         crypt_stat->file_version = ECRYPTFS_FILE_VERSION;
946         crypt_stat->mount_crypt_stat = mount_crypt_stat;
947 }
948
949 /**
950  * ecryptfs_new_file_context
951  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
952  *
953  * If the crypto context for the file has not yet been established,
954  * this is where we do that.  Establishing a new crypto context
955  * involves the following decisions:
956  *  - What cipher to use?
957  *  - What set of authentication tokens to use?
958  * Here we just worry about getting enough information into the
959  * authentication tokens so that we know that they are available.
960  * We associate the available authentication tokens with the new file
961  * via the set of signatures in the crypt_stat struct.  Later, when
962  * the headers are actually written out, we may again defer to
963  * userspace to perform the encryption of the session key; for the
964  * foreseeable future, this will be the case with public key packets.
965  *
966  * Returns zero on success; non-zero otherwise
967  */
968 int ecryptfs_new_file_context(struct dentry *ecryptfs_dentry)
969 {
970         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
971             &ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_dentry->d_inode)->crypt_stat;
972         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat =
973             &ecryptfs_superblock_to_private(
974                     ecryptfs_dentry->d_sb)->mount_crypt_stat;
975         int cipher_name_len;
976         int rc = 0;
977
978         ecryptfs_set_default_crypt_stat_vals(crypt_stat, mount_crypt_stat);
979         crypt_stat->flags |= (ECRYPTFS_ENCRYPTED | ECRYPTFS_KEY_VALID);
980         ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(crypt_stat,
981                                                       mount_crypt_stat);
982         rc = ecryptfs_copy_mount_wide_sigs_to_inode_sigs(crypt_stat,
983                                                          mount_crypt_stat);
984         if (rc) {
985                 printk(KERN_ERR "Error attempting to copy mount-wide key sigs "
986                        "to the inode key sigs; rc = [%d]\n", rc);
987                 goto out;
988         }
989         cipher_name_len =
990                 strlen(mount_crypt_stat->global_default_cipher_name);
991         memcpy(crypt_stat->cipher,
992                mount_crypt_stat->global_default_cipher_name,
993                cipher_name_len);
994         crypt_stat->cipher[cipher_name_len] = '\0';
995         crypt_stat->key_size =
996                 mount_crypt_stat->global_default_cipher_key_size;
997         ecryptfs_generate_new_key(crypt_stat);
998         rc = ecryptfs_init_crypt_ctx(crypt_stat);
999         if (rc)
1000                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error initializing cryptographic "
1001                                 "context for cipher [%s]: rc = [%d]\n",
1002                                 crypt_stat->cipher, rc);
1003 out:
1004         return rc;
1005 }
1006
1007 /**
1008  * contains_ecryptfs_marker - check for the ecryptfs marker
1009  * @data: The data block in which to check
1010  *
1011  * Returns one if marker found; zero if not found
1012  */
1013 static int contains_ecryptfs_marker(char *data)
1014 {
1015         u32 m_1, m_2;
1016
1017         memcpy(&m_1, data, 4);
1018         m_1 = be32_to_cpu(m_1);
1019         memcpy(&m_2, (data + 4), 4);
1020         m_2 = be32_to_cpu(m_2);
1021         if ((m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER) == m_2)
1022                 return 1;
1023         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "m_1 = [0x%.8x]; m_2 = [0x%.8x]; "
1024                         "MAGIC_ECRYPTFS_MARKER = [0x%.8x]\n", m_1, m_2,
1025                         MAGIC_ECRYPTFS_MARKER);
1026         ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "(m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER) = "
1027                         "[0x%.8x]\n", (m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER));
1028         return 0;
1029 }
1030
1031 struct ecryptfs_flag_map_elem {
1032         u32 file_flag;
1033         u32 local_flag;
1034 };
1035
1036 /* Add support for additional flags by adding elements here. */
1037 static struct ecryptfs_flag_map_elem ecryptfs_flag_map[] = {
1038         {0x00000001, ECRYPTFS_ENABLE_HMAC},
1039         {0x00000002, ECRYPTFS_ENCRYPTED},
1040         {0x00000004, ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR}
1041 };
1042
1043 /**
1044  * ecryptfs_process_flags
1045  * @crypt_stat: The cryptographic context
1046  * @page_virt: Source data to be parsed
1047  * @bytes_read: Updated with the number of bytes read
1048  *
1049  * Returns zero on success; non-zero if the flag set is invalid
1050  */
1051 static int ecryptfs_process_flags(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1052                                   char *page_virt, int *bytes_read)
1053 {
1054         int rc = 0;
1055         int i;
1056         u32 flags;
1057
1058         memcpy(&flags, page_virt, 4);
1059         flags = be32_to_cpu(flags);
1060         for (i = 0; i < ((sizeof(ecryptfs_flag_map)
1061                           / sizeof(struct ecryptfs_flag_map_elem))); i++)
1062                 if (flags & ecryptfs_flag_map[i].file_flag) {
1063                         crypt_stat->flags |= ecryptfs_flag_map[i].local_flag;
1064                 } else
1065                         crypt_stat->flags &= ~(ecryptfs_flag_map[i].local_flag);
1066         /* Version is in top 8 bits of the 32-bit flag vector */
1067         crypt_stat->file_version = ((flags >> 24) & 0xFF);
1068         (*bytes_read) = 4;
1069         return rc;
1070 }
1071
1072 /**
1073  * write_ecryptfs_marker
1074  * @page_virt: The pointer to in a page to begin writing the marker
1075  * @written: Number of bytes written
1076  *
1077  * Marker = 0x3c81b7f5
1078  */
1079 static void write_ecryptfs_marker(char *page_virt, size_t *written)
1080 {
1081         u32 m_1, m_2;
1082
1083         get_random_bytes(&m_1, (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2));
1084         m_2 = (m_1 ^ MAGIC_ECRYPTFS_MARKER);
1085         m_1 = cpu_to_be32(m_1);
1086         memcpy(page_virt, &m_1, (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2));
1087         m_2 = cpu_to_be32(m_2);
1088         memcpy(page_virt + (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2), &m_2,
1089                (MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES / 2));
1090         (*written) = MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES;
1091 }
1092
1093 static void
1094 write_ecryptfs_flags(char *page_virt, struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1095                      size_t *written)
1096 {
1097         u32 flags = 0;
1098         int i;
1099
1100         for (i = 0; i < ((sizeof(ecryptfs_flag_map)
1101                           / sizeof(struct ecryptfs_flag_map_elem))); i++)
1102                 if (crypt_stat->flags & ecryptfs_flag_map[i].local_flag)
1103                         flags |= ecryptfs_flag_map[i].file_flag;
1104         /* Version is in top 8 bits of the 32-bit flag vector */
1105         flags |= ((((u8)crypt_stat->file_version) << 24) & 0xFF000000);
1106         flags = cpu_to_be32(flags);
1107         memcpy(page_virt, &flags, 4);
1108         (*written) = 4;
1109 }
1110
1111 struct ecryptfs_cipher_code_str_map_elem {
1112         char cipher_str[16];
1113         u16 cipher_code;
1114 };
1115
1116 /* Add support for additional ciphers by adding elements here. The
1117  * cipher_code is whatever OpenPGP applicatoins use to identify the
1118  * ciphers. List in order of probability. */
1119 static struct ecryptfs_cipher_code_str_map_elem
1120 ecryptfs_cipher_code_str_map[] = {
1121         {"aes",RFC2440_CIPHER_AES_128 },
1122         {"blowfish", RFC2440_CIPHER_BLOWFISH},
1123         {"des3_ede", RFC2440_CIPHER_DES3_EDE},
1124         {"cast5", RFC2440_CIPHER_CAST_5},
1125         {"twofish", RFC2440_CIPHER_TWOFISH},
1126         {"cast6", RFC2440_CIPHER_CAST_6},
1127         {"aes", RFC2440_CIPHER_AES_192},
1128         {"aes", RFC2440_CIPHER_AES_256}
1129 };
1130
1131 /**
1132  * ecryptfs_code_for_cipher_string
1133  * @crypt_stat: The cryptographic context
1134  *
1135  * Returns zero on no match, or the cipher code on match
1136  */
1137 u16 ecryptfs_code_for_cipher_string(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
1138 {
1139         int i;
1140         u16 code = 0;
1141         struct ecryptfs_cipher_code_str_map_elem *map =
1142                 ecryptfs_cipher_code_str_map;
1143
1144         if (strcmp(crypt_stat->cipher, "aes") == 0) {
1145                 switch (crypt_stat->key_size) {
1146                 case 16:
1147                         code = RFC2440_CIPHER_AES_128;
1148                         break;
1149                 case 24:
1150                         code = RFC2440_CIPHER_AES_192;
1151                         break;
1152                 case 32:
1153                         code = RFC2440_CIPHER_AES_256;
1154                 }
1155         } else {
1156                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ecryptfs_cipher_code_str_map); i++)
1157                         if (strcmp(crypt_stat->cipher, map[i].cipher_str) == 0){
1158                                 code = map[i].cipher_code;
1159                                 break;
1160                         }
1161         }
1162         return code;
1163 }
1164
1165 /**
1166  * ecryptfs_cipher_code_to_string
1167  * @str: Destination to write out the cipher name
1168  * @cipher_code: The code to convert to cipher name string
1169  *
1170  * Returns zero on success
1171  */
1172 int ecryptfs_cipher_code_to_string(char *str, u16 cipher_code)
1173 {
1174         int rc = 0;
1175         int i;
1176
1177         str[0] = '\0';
1178         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ecryptfs_cipher_code_str_map); i++)
1179                 if (cipher_code == ecryptfs_cipher_code_str_map[i].cipher_code)
1180                         strcpy(str, ecryptfs_cipher_code_str_map[i].cipher_str);
1181         if (str[0] == '\0') {
1182                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Cipher code not recognized: "
1183                                 "[%d]\n", cipher_code);
1184                 rc = -EINVAL;
1185         }
1186         return rc;
1187 }
1188
1189 int ecryptfs_read_and_validate_header_region(char *data,
1190                                              struct inode *ecryptfs_inode)
1191 {
1192         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
1193                 &(ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat);
1194         int rc;
1195
1196         rc = ecryptfs_read_lower(data, 0, crypt_stat->extent_size,
1197                                  ecryptfs_inode);
1198         if (rc) {
1199                 printk(KERN_ERR "%s: Error reading header region; rc = [%d]\n",
1200                        __FUNCTION__, rc);
1201                 goto out;
1202         }
1203         if (!contains_ecryptfs_marker(data + ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES)) {
1204                 rc = -EINVAL;
1205                 ecryptfs_printk(KERN_DEBUG, "Valid marker not found\n");
1206         }
1207 out:
1208         return rc;
1209 }
1210
1211 void
1212 ecryptfs_write_header_metadata(char *virt,
1213                                struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1214                                size_t *written)
1215 {
1216         u32 header_extent_size;
1217         u16 num_header_extents_at_front;
1218
1219         header_extent_size = (u32)crypt_stat->extent_size;
1220         num_header_extents_at_front =
1221                 (u16)crypt_stat->num_header_extents_at_front;
1222         header_extent_size = cpu_to_be32(header_extent_size);
1223         memcpy(virt, &header_extent_size, 4);
1224         virt += 4;
1225         num_header_extents_at_front = cpu_to_be16(num_header_extents_at_front);
1226         memcpy(virt, &num_header_extents_at_front, 2);
1227         (*written) = 6;
1228 }
1229
1230 struct kmem_cache *ecryptfs_header_cache_0;
1231 struct kmem_cache *ecryptfs_header_cache_1;
1232 struct kmem_cache *ecryptfs_header_cache_2;
1233
1234 /**
1235  * ecryptfs_write_headers_virt
1236  * @page_virt: The virtual address to write the headers to
1237  * @size: Set to the number of bytes written by this function
1238  * @crypt_stat: The cryptographic context
1239  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
1240  *
1241  * Format version: 1
1242  *
1243  *   Header Extent:
1244  *     Octets 0-7:        Unencrypted file size (big-endian)
1245  *     Octets 8-15:       eCryptfs special marker
1246  *     Octets 16-19:      Flags
1247  *      Octet 16:         File format version number (between 0 and 255)
1248  *      Octets 17-18:     Reserved
1249  *      Octet 19:         Bit 1 (lsb): Reserved
1250  *                        Bit 2: Encrypted?
1251  *                        Bits 3-8: Reserved
1252  *     Octets 20-23:      Header extent size (big-endian)
1253  *     Octets 24-25:      Number of header extents at front of file
1254  *                        (big-endian)
1255  *     Octet  26:         Begin RFC 2440 authentication token packet set
1256  *   Data Extent 0:
1257  *     Lower data (CBC encrypted)
1258  *   Data Extent 1:
1259  *     Lower data (CBC encrypted)
1260  *   ...
1261  *
1262  * Returns zero on success
1263  */
1264 static int ecryptfs_write_headers_virt(char *page_virt, size_t *size,
1265                                        struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1266                                        struct dentry *ecryptfs_dentry)
1267 {
1268         int rc;
1269         size_t written;
1270         size_t offset;
1271
1272         offset = ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES;
1273         write_ecryptfs_marker((page_virt + offset), &written);
1274         offset += written;
1275         write_ecryptfs_flags((page_virt + offset), crypt_stat, &written);
1276         offset += written;
1277         ecryptfs_write_header_metadata((page_virt + offset), crypt_stat,
1278                                        &written);
1279         offset += written;
1280         rc = ecryptfs_generate_key_packet_set((page_virt + offset), crypt_stat,
1281                                               ecryptfs_dentry, &written,
1282                                               PAGE_CACHE_SIZE - offset);
1283         if (rc)
1284                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error generating key packet "
1285                                 "set; rc = [%d]\n", rc);
1286         if (size) {
1287                 offset += written;
1288                 *size = offset;
1289         }
1290         return rc;
1291 }
1292
1293 static int
1294 ecryptfs_write_metadata_to_contents(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1295                                     struct dentry *ecryptfs_dentry,
1296                                     char *page_virt)
1297 {
1298         int current_header_page;
1299         int header_pages;
1300         int rc;
1301
1302         rc = ecryptfs_write_lower(ecryptfs_dentry->d_inode, page_virt,
1303                                   0, PAGE_CACHE_SIZE);
1304         if (rc) {
1305                 printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to write header "
1306                        "information to lower file; rc = [%d]\n", __FUNCTION__,
1307                        rc);
1308                 goto out;
1309         }
1310         header_pages = ((crypt_stat->extent_size
1311                          * crypt_stat->num_header_extents_at_front)
1312                         / PAGE_CACHE_SIZE);
1313         memset(page_virt, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1314         current_header_page = 1;
1315         while (current_header_page < header_pages) {
1316                 loff_t offset;
1317
1318                 offset = (((loff_t)current_header_page) << PAGE_CACHE_SHIFT);
1319                 if ((rc = ecryptfs_write_lower(ecryptfs_dentry->d_inode,
1320                                                page_virt, offset,
1321                                                PAGE_CACHE_SIZE))) {
1322                         printk(KERN_ERR "%s: Error attempting to write header "
1323                                "information to lower file; rc = [%d]\n",
1324                                __FUNCTION__, rc);
1325                         goto out;
1326                 }
1327                 current_header_page++;
1328         }
1329 out:
1330         return rc;
1331 }
1332
1333 static int
1334 ecryptfs_write_metadata_to_xattr(struct dentry *ecryptfs_dentry,
1335                                  struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1336                                  char *page_virt, size_t size)
1337 {
1338         int rc;
1339
1340         rc = ecryptfs_setxattr(ecryptfs_dentry, ECRYPTFS_XATTR_NAME, page_virt,
1341                                size, 0);
1342         return rc;
1343 }
1344
1345 /**
1346  * ecryptfs_write_metadata
1347  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
1348  *
1349  * Write the file headers out.  This will likely involve a userspace
1350  * callout, in which the session key is encrypted with one or more
1351  * public keys and/or the passphrase necessary to do the encryption is
1352  * retrieved via a prompt.  Exactly what happens at this point should
1353  * be policy-dependent.
1354  *
1355  * TODO: Support header information spanning multiple pages
1356  *
1357  * Returns zero on success; non-zero on error
1358  */
1359 int ecryptfs_write_metadata(struct dentry *ecryptfs_dentry)
1360 {
1361         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
1362                 &ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_dentry->d_inode)->crypt_stat;
1363         char *page_virt;
1364         size_t size = 0;
1365         int rc = 0;
1366
1367         if (likely(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_ENCRYPTED)) {
1368                 if (!(crypt_stat->flags & ECRYPTFS_KEY_VALID)) {
1369                         printk(KERN_ERR "Key is invalid; bailing out\n");
1370                         rc = -EINVAL;
1371                         goto out;
1372                 }
1373         } else {
1374                 rc = -EINVAL;
1375                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING,
1376                                 "Called with crypt_stat->encrypted == 0\n");
1377                 goto out;
1378         }
1379         /* Released in this function */
1380         page_virt = kmem_cache_zalloc(ecryptfs_header_cache_0, GFP_USER);
1381         if (!page_virt) {
1382                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Out of memory\n");
1383                 rc = -ENOMEM;
1384                 goto out;
1385         }
1386         rc = ecryptfs_write_headers_virt(page_virt, &size, crypt_stat,
1387                                          ecryptfs_dentry);
1388         if (unlikely(rc)) {
1389                 ecryptfs_printk(KERN_ERR, "Error whilst writing headers\n");
1390                 memset(page_virt, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1391                 goto out_free;
1392         }
1393         if (crypt_stat->flags & ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR)
1394                 rc = ecryptfs_write_metadata_to_xattr(ecryptfs_dentry,
1395                                                       crypt_stat, page_virt,
1396                                                       size);
1397         else
1398                 rc = ecryptfs_write_metadata_to_contents(crypt_stat,
1399                                                          ecryptfs_dentry,
1400                                                          page_virt);
1401         if (rc) {
1402                 printk(KERN_ERR "Error writing metadata out to lower file; "
1403                        "rc = [%d]\n", rc);
1404                 goto out_free;
1405         }
1406 out_free:
1407         kmem_cache_free(ecryptfs_header_cache_0, page_virt);
1408 out:
1409         return rc;
1410 }
1411
1412 #define ECRYPTFS_DONT_VALIDATE_HEADER_SIZE 0
1413 #define ECRYPTFS_VALIDATE_HEADER_SIZE 1
1414 static int parse_header_metadata(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1415                                  char *virt, int *bytes_read,
1416                                  int validate_header_size)
1417 {
1418         int rc = 0;
1419         u32 header_extent_size;
1420         u16 num_header_extents_at_front;
1421
1422         memcpy(&header_extent_size, virt, sizeof(u32));
1423         header_extent_size = be32_to_cpu(header_extent_size);
1424         virt += sizeof(u32);
1425         memcpy(&num_header_extents_at_front, virt, sizeof(u16));
1426         num_header_extents_at_front = be16_to_cpu(num_header_extents_at_front);
1427         crypt_stat->num_header_extents_at_front =
1428                 (int)num_header_extents_at_front;
1429         (*bytes_read) = (sizeof(u32) + sizeof(u16));
1430         if ((validate_header_size == ECRYPTFS_VALIDATE_HEADER_SIZE)
1431             && ((crypt_stat->extent_size
1432                  * crypt_stat->num_header_extents_at_front)
1433                 < ECRYPTFS_MINIMUM_HEADER_EXTENT_SIZE)) {
1434                 rc = -EINVAL;
1435                 printk(KERN_WARNING "Invalid number of header extents: [%zd]\n",
1436                        crypt_stat->num_header_extents_at_front);
1437         }
1438         return rc;
1439 }
1440
1441 /**
1442  * set_default_header_data
1443  * @crypt_stat: The cryptographic context
1444  *
1445  * For version 0 file format; this function is only for backwards
1446  * compatibility for files created with the prior versions of
1447  * eCryptfs.
1448  */
1449 static void set_default_header_data(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat)
1450 {
1451         crypt_stat->num_header_extents_at_front = 2;
1452 }
1453
1454 /**
1455  * ecryptfs_read_headers_virt
1456  * @page_virt: The virtual address into which to read the headers
1457  * @crypt_stat: The cryptographic context
1458  * @ecryptfs_dentry: The eCryptfs dentry
1459  * @validate_header_size: Whether to validate the header size while reading
1460  *
1461  * Read/parse the header data. The header format is detailed in the
1462  * comment block for the ecryptfs_write_headers_virt() function.
1463  *
1464  * Returns zero on success
1465  */
1466 static int ecryptfs_read_headers_virt(char *page_virt,
1467                                       struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1468                                       struct dentry *ecryptfs_dentry,
1469                                       int validate_header_size)
1470 {
1471         int rc = 0;
1472         int offset;
1473         int bytes_read;
1474
1475         ecryptfs_set_default_sizes(crypt_stat);
1476         crypt_stat->mount_crypt_stat = &ecryptfs_superblock_to_private(
1477                 ecryptfs_dentry->d_sb)->mount_crypt_stat;
1478         offset = ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES;
1479         rc = contains_ecryptfs_marker(page_virt + offset);
1480         if (rc == 0) {
1481                 rc = -EINVAL;
1482                 goto out;
1483         }
1484         offset += MAGIC_ECRYPTFS_MARKER_SIZE_BYTES;
1485         rc = ecryptfs_process_flags(crypt_stat, (page_virt + offset),
1486                                     &bytes_read);
1487         if (rc) {
1488                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error processing flags\n");
1489                 goto out;
1490         }
1491         if (crypt_stat->file_version > ECRYPTFS_SUPPORTED_FILE_VERSION) {
1492                 ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "File version is [%d]; only "
1493                                 "file version [%d] is supported by this "
1494                                 "version of eCryptfs\n",
1495                                 crypt_stat->file_version,
1496                                 ECRYPTFS_SUPPORTED_FILE_VERSION);
1497                 rc = -EINVAL;
1498                 goto out;
1499         }
1500         offset += bytes_read;
1501         if (crypt_stat->file_version >= 1) {
1502                 rc = parse_header_metadata(crypt_stat, (page_virt + offset),
1503                                            &bytes_read, validate_header_size);
1504                 if (rc) {
1505                         ecryptfs_printk(KERN_WARNING, "Error reading header "
1506                                         "metadata; rc = [%d]\n", rc);
1507                 }
1508                 offset += bytes_read;
1509         } else
1510                 set_default_header_data(crypt_stat);
1511         rc = ecryptfs_parse_packet_set(crypt_stat, (page_virt + offset),
1512                                        ecryptfs_dentry);
1513 out:
1514         return rc;
1515 }
1516
1517 /**
1518  * ecryptfs_read_xattr_region
1519  * @page_virt: The vitual address into which to read the xattr data
1520  * @ecryptfs_inode: The eCryptfs inode
1521  *
1522  * Attempts to read the crypto metadata from the extended attribute
1523  * region of the lower file.
1524  *
1525  * Returns zero on success; non-zero on error
1526  */
1527 int ecryptfs_read_xattr_region(char *page_virt, struct inode *ecryptfs_inode)
1528 {
1529         struct dentry *lower_dentry =
1530                 ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->lower_file->f_dentry;
1531         ssize_t size;
1532         int rc = 0;
1533
1534         size = ecryptfs_getxattr_lower(lower_dentry, ECRYPTFS_XATTR_NAME,
1535                                        page_virt, ECRYPTFS_DEFAULT_EXTENT_SIZE);
1536         if (size < 0) {
1537                 printk(KERN_ERR "Error attempting to read the [%s] "
1538                        "xattr from the lower file; return value = [%zd]\n",
1539                        ECRYPTFS_XATTR_NAME, size);
1540                 rc = -EINVAL;
1541                 goto out;
1542         }
1543 out:
1544         return rc;
1545 }
1546
1547 int ecryptfs_read_and_validate_xattr_region(char *page_virt,
1548                                             struct dentry *ecryptfs_dentry)
1549 {
1550         int rc;
1551
1552         rc = ecryptfs_read_xattr_region(page_virt, ecryptfs_dentry->d_inode);
1553         if (rc)
1554                 goto out;
1555         if (!contains_ecryptfs_marker(page_virt + ECRYPTFS_FILE_SIZE_BYTES)) {
1556                 printk(KERN_WARNING "Valid data found in [%s] xattr, but "
1557                         "the marker is invalid\n", ECRYPTFS_XATTR_NAME);
1558                 rc = -EINVAL;
1559         }
1560 out:
1561         return rc;
1562 }
1563
1564 /**
1565  * ecryptfs_read_metadata
1566  *
1567  * Common entry point for reading file metadata. From here, we could
1568  * retrieve the header information from the header region of the file,
1569  * the xattr region of the file, or some other repostory that is
1570  * stored separately from the file itself. The current implementation
1571  * supports retrieving the metadata information from the file contents
1572  * and from the xattr region.
1573  *
1574  * Returns zero if valid headers found and parsed; non-zero otherwise
1575  */
1576 int ecryptfs_read_metadata(struct dentry *ecryptfs_dentry)
1577 {
1578         int rc = 0;
1579         char *page_virt = NULL;
1580         struct inode *ecryptfs_inode = ecryptfs_dentry->d_inode;
1581         struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat =
1582             &ecryptfs_inode_to_private(ecryptfs_inode)->crypt_stat;
1583         struct ecryptfs_mount_crypt_stat *mount_crypt_stat =
1584                 &ecryptfs_superblock_to_private(
1585                         ecryptfs_dentry->d_sb)->mount_crypt_stat;
1586
1587         ecryptfs_copy_mount_wide_flags_to_inode_flags(crypt_stat,
1588                                                       mount_crypt_stat);
1589         /* Read the first page from the underlying file */
1590         page_virt = kmem_cache_alloc(ecryptfs_header_cache_1, GFP_USER);
1591         if (!page_virt) {
1592                 rc = -ENOMEM;
1593                 printk(KERN_ERR "%s: Unable to allocate page_virt\n",
1594                        __FUNCTION__);
1595                 goto out;
1596         }
1597         rc = ecryptfs_read_lower(page_virt, 0, crypt_stat->extent_size,
1598                                  ecryptfs_inode);
1599         if (!rc)
1600                 rc = ecryptfs_read_headers_virt(page_virt, crypt_stat,
1601                                                 ecryptfs_dentry,
1602                                                 ECRYPTFS_VALIDATE_HEADER_SIZE);
1603         if (rc) {
1604                 rc = ecryptfs_read_xattr_region(page_virt, ecryptfs_inode);
1605                 if (rc) {
1606                         printk(KERN_DEBUG "Valid eCryptfs headers not found in "
1607                                "file header region or xattr region\n");
1608                         rc = -EINVAL;
1609                         goto out;
1610                 }
1611                 rc = ecryptfs_read_headers_virt(page_virt, crypt_stat,
1612                                                 ecryptfs_dentry,
1613                                                 ECRYPTFS_DONT_VALIDATE_HEADER_SIZE);
1614                 if (rc) {
1615                         printk(KERN_DEBUG "Valid eCryptfs headers not found in "
1616                                "file xattr region either\n");
1617                         rc = -EINVAL;
1618                 }
1619                 if (crypt_stat->mount_crypt_stat->flags
1620                     & ECRYPTFS_XATTR_METADATA_ENABLED) {
1621                         crypt_stat->flags |= ECRYPTFS_METADATA_IN_XATTR;
1622                 } else {
1623                         printk(KERN_WARNING "Attempt to access file with "
1624                                "crypto metadata only in the extended attribute "
1625                                "region, but eCryptfs was mounted without "
1626                                "xattr support enabled. eCryptfs will not treat "
1627                                "this like an encrypted file.\n");
1628                         rc = -EINVAL;
1629                 }
1630         }
1631 out:
1632         if (page_virt) {
1633                 memset(page_virt, 0, PAGE_CACHE_SIZE);
1634                 kmem_cache_free(ecryptfs_header_cache_1, page_virt);
1635         }
1636         return rc;
1637 }
1638
1639 /**
1640  * ecryptfs_encode_filename - converts a plaintext file name to cipher text
1641  * @crypt_stat: The crypt_stat struct associated with the file anem to encode
1642  * @name: The plaintext name
1643  * @length: The length of the plaintext
1644  * @encoded_name: The encypted name
1645  *
1646  * Encrypts and encodes a filename into something that constitutes a
1647  * valid filename for a filesystem, with printable characters.
1648  *
1649  * We assume that we have a properly initialized crypto context,
1650  * pointed to by crypt_stat->tfm.
1651  *
1652  * TODO: Implement filename decoding and decryption here, in place of
1653  * memcpy. We are keeping the framework around for now to (1)
1654  * facilitate testing of the components needed to implement filename
1655  * encryption and (2) to provide a code base from which other
1656  * developers in the community can easily implement this feature.
1657  *
1658  * Returns the length of encoded filename; negative if error
1659  */
1660 int
1661 ecryptfs_encode_filename(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1662                          const char *name, int length, char **encoded_name)
1663 {
1664         int error = 0;
1665
1666         (*encoded_name) = kmalloc(length + 2, GFP_KERNEL);
1667         if (!(*encoded_name)) {
1668                 error = -ENOMEM;
1669                 goto out;
1670         }
1671         /* TODO: Filename encryption is a scheduled feature for a
1672          * future version of eCryptfs. This function is here only for
1673          * the purpose of providing a framework for other developers
1674          * to easily implement filename encryption. Hint: Replace this
1675          * memcpy() with a call to encrypt and encode the
1676          * filename, the set the length accordingly. */
1677         memcpy((void *)(*encoded_name), (void *)name, length);
1678         (*encoded_name)[length] = '\0';
1679         error = length + 1;
1680 out:
1681         return error;
1682 }
1683
1684 /**
1685  * ecryptfs_decode_filename - converts the cipher text name to plaintext
1686  * @crypt_stat: The crypt_stat struct associated with the file
1687  * @name: The filename in cipher text
1688  * @length: The length of the cipher text name
1689  * @decrypted_name: The plaintext name
1690  *
1691  * Decodes and decrypts the filename.
1692  *
1693  * We assume that we have a properly initialized crypto context,
1694  * pointed to by crypt_stat->tfm.
1695  *
1696  * TODO: Implement filename decoding and decryption here, in place of
1697  * memcpy. We are keeping the framework around for now to (1)
1698  * facilitate testing of the components needed to implement filename
1699  * encryption and (2) to provide a code base from which other
1700  * developers in the community can easily implement this feature.
1701  *
1702  * Returns the length of decoded filename; negative if error
1703  */
1704 int
1705 ecryptfs_decode_filename(struct ecryptfs_crypt_stat *crypt_stat,
1706                          const char *name, int length, char **decrypted_name)
1707 {
1708         int error = 0;
1709
1710         (*decrypted_name) = kmalloc(length + 2, GFP_KERNEL);
1711         if (!(*decrypted_name)) {
1712                 error = -ENOMEM;
1713                 goto out;
1714         }
1715         /* TODO: Filename encryption is a scheduled feature for a
1716          * future version of eCryptfs. This function is here only for
1717          * the purpose of providing a framework for other developers
1718          * to easily implement filename encryption. Hint: Replace this
1719          * memcpy() with a call to decode and decrypt the
1720          * filename, the set the length accordingly. */
1721         memcpy((void *)(*decrypted_name), (void *)name, length);
1722         (*decrypted_name)[length + 1] = '\0';   /* Only for convenience
1723                                                  * in printing out the
1724                                                  * string in debug
1725                                                  * messages */
1726         error = length;
1727 out:
1728         return error;
1729 }
1730
1731 /**
1732  * ecryptfs_process_key_cipher - Perform key cipher initialization.
1733  * @key_tfm: Crypto context for key material, set by this function
1734  * @cipher_name: Name of the cipher
1735  * @key_size: Size of the key in bytes
1736  *
1737  * Returns zero on success. Any crypto_tfm structs allocated here
1738  * should be released by other functions, such as on a superblock put
1739  * event, regardless of whether this function succeeds for fails.
1740  */
1741 static int
1742 ecryptfs_process_key_cipher(struct crypto_blkcipher **key_tfm,
1743                             char *cipher_name, size_t *key_size)
1744 {
1745         char dummy_key[ECRYPTFS_MAX_KEY_BYTES];
1746         char *full_alg_name;
1747         int rc;
1748
1749         *key_tfm = NULL;
1750         if (*key_size > ECRYPTFS_MAX_KEY_BYTES) {
1751                 rc = -EINVAL;
1752                 printk(KERN_ERR "Requested key size is [%Zd] bytes; maximum "
1753                       "allowable is [%d]\n", *key_size, ECRYPTFS_MAX_KEY_BYTES);
1754                 goto out;
1755         }
1756         rc = ecryptfs_crypto_api_algify_cipher_name(&full_alg_name, cipher_name,
1757                                                     "ecb");
1758         if (rc)
1759                 goto out;
1760         *key_tfm = crypto_alloc_blkcipher(full_alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
1761         kfree(full_alg_name);
1762         if (IS_ERR(*key_tfm)) {
1763                 rc = PTR_ERR(*key_tfm);
1764                 printk(KERN_ERR "Unable to allocate crypto cipher with name "
1765                        "[%s]; rc = [%d]\n", cipher_name, rc);
1766                 goto out;
1767         }
1768         crypto_blkcipher_set_flags(*key_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_WEAK_KEY);
1769         if (*key_size == 0) {
1770                 struct blkcipher_alg *alg = crypto_blkcipher_alg(*key_tfm);
1771
1772                 *key_size = alg->max_keysize;
1773         }
1774         get_random_bytes(dummy_key, *key_size);
1775         rc = crypto_blkcipher_setkey(*key_tfm, dummy_key, *key_size);
1776         if (rc) {
1777                 printk(KERN_ERR "Error attempting to set key of size [%Zd] for "
1778                        "cipher [%s]; rc = [%d]\n", *key_size, cipher_name, rc);
1779                 rc = -EINVAL;
1780                 goto out;
1781         }
1782 out:
1783         return rc;
1784 }
1785
1786 struct kmem_cache *ecryptfs_key_tfm_cache;
1787 struct list_head key_tfm_list;
1788 struct mutex key_tfm_list_mutex;
1789
1790 int ecryptfs_init_crypto(void)
1791 {
1792         mutex_init(&key_tfm_list_mutex);
1793         INIT_LIST_HEAD(&key_tfm_list);
1794         return 0;
1795 }
1796
1797 int ecryptfs_destroy_crypto(void)
1798 {
1799         struct ecryptfs_key_tfm *key_tfm, *key_tfm_tmp;
1800
1801         mutex_lock(&key_tfm_list_mutex);
1802         list_for_each_entry_safe(key_tfm, key_tfm_tmp, &key_tfm_list,
1803                                  key_tfm_list) {
1804                 list_del(&key_tfm->key_tfm_list);
1805                 if (key_tfm->key_tfm)
1806                         crypto_free_blkcipher(key_tfm->key_tfm);
1807                 kmem_cache_free(ecryptfs_key_tfm_cache, key_tfm);
1808         }
1809         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
1810         return 0;
1811 }
1812
1813 int
1814 ecryptfs_add_new_key_tfm(struct ecryptfs_key_tfm **key_tfm, char *cipher_name,
1815                          size_t key_size)
1816 {
1817         struct ecryptfs_key_tfm *tmp_tfm;
1818         int rc = 0;
1819
1820         tmp_tfm = kmem_cache_alloc(ecryptfs_key_tfm_cache, GFP_KERNEL);
1821         if (key_tfm != NULL)
1822                 (*key_tfm) = tmp_tfm;
1823         if (!tmp_tfm) {
1824                 rc = -ENOMEM;
1825                 printk(KERN_ERR "Error attempting to allocate from "
1826                        "ecryptfs_key_tfm_cache\n");
1827                 goto out;
1828         }
1829         mutex_init(&tmp_tfm->key_tfm_mutex);
1830         strncpy(tmp_tfm->cipher_name, cipher_name,
1831                 ECRYPTFS_MAX_CIPHER_NAME_SIZE);
1832         tmp_tfm->key_size = key_size;
1833         rc = ecryptfs_process_key_cipher(&tmp_tfm->key_tfm,
1834                                          tmp_tfm->cipher_name,
1835                                          &tmp_tfm->key_size);
1836         if (rc) {
1837                 printk(KERN_ERR "Error attempting to initialize key TFM "
1838                        "cipher with name = [%s]; rc = [%d]\n",
1839                        tmp_tfm->cipher_name, rc);
1840                 kmem_cache_free(ecryptfs_key_tfm_cache, tmp_tfm);
1841                 if (key_tfm != NULL)
1842                         (*key_tfm) = NULL;
1843                 goto out;
1844         }
1845         mutex_lock(&key_tfm_list_mutex);
1846         list_add(&tmp_tfm->key_tfm_list, &key_tfm_list);
1847         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
1848 out:
1849         return rc;
1850 }
1851
1852 int ecryptfs_get_tfm_and_mutex_for_cipher_name(struct crypto_blkcipher **tfm,
1853                                                struct mutex **tfm_mutex,
1854                                                char *cipher_name)
1855 {
1856         struct ecryptfs_key_tfm *key_tfm;
1857         int rc = 0;
1858
1859         (*tfm) = NULL;
1860         (*tfm_mutex) = NULL;
1861         mutex_lock(&key_tfm_list_mutex);
1862         list_for_each_entry(key_tfm, &key_tfm_list, key_tfm_list) {
1863                 if (strcmp(key_tfm->cipher_name, cipher_name) == 0) {
1864                         (*tfm) = key_tfm->key_tfm;
1865                         (*tfm_mutex) = &key_tfm->key_tfm_mutex;
1866                         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
1867                         goto out;
1868                 }
1869         }
1870         mutex_unlock(&key_tfm_list_mutex);
1871         rc = ecryptfs_add_new_key_tfm(&key_tfm, cipher_name, 0);
1872         if (rc) {
1873                 printk(KERN_ERR "Error adding new key_tfm to list; rc = [%d]\n",
1874                        rc);
1875                 goto out;
1876         }
1877         (*tfm) = key_tfm->key_tfm;
1878         (*tfm_mutex) = &key_tfm->key_tfm_mutex;
1879 out:
1880         return rc;
1881 }