security/integrity/ima/ima_main.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2005,2006,2007,2008 IBM Corporation
   3  *
   4  * Authors:
   5  * Reiner Sailer <sailer@watson.ibm.com>
   6  * Serge Hallyn <serue@us.ibm.com>
   7  * Kylene Hall <kylene@us.ibm.com>
   8  * Mimi Zohar <zohar@us.ibm.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  12  * published by the Free Software Foundation, version 2 of the
  13  * License.
  14  *
  15  * File: ima_main.c
  16  *      implements the IMA hooks: ima_bprm_check, ima_file_mmap,
  17  *      and ima_file_check.
  18  */
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/file.h>
  21 #include <linux/binfmts.h>
  22 #include <linux/mount.h>
  23 #include <linux/mman.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25
  26 #include "ima.h"
  27
  28 int ima_initialized;
  29
  30 char *ima_hash = "sha1";
  31 static int __init hash_setup(char *str)
  32 {
  33         if (strncmp(str, "md5", 3) == 0)
  34                 ima_hash = "md5";
  35         return 1;
  36 }
  37 __setup("ima_hash=", hash_setup);
  38
  39 struct ima_imbalance {
  40         struct hlist_node node;
  41         unsigned long fsmagic;
  42 };
  43
  44 /*
  45  * ima_limit_imbalance - emit one imbalance message per filesystem type
  46  *
  47  * Maintain list of filesystem types that do not measure files properly.
  48  * Return false if unknown, true if known.
  49  */
  50 static bool ima_limit_imbalance(struct file *file)
  51 {
  52         static DEFINE_SPINLOCK(ima_imbalance_lock);
  53         static HLIST_HEAD(ima_imbalance_list);
  54
  55         struct super_block *sb = file->f_dentry->d_sb;
  56         struct ima_imbalance *entry;
  57         struct hlist_node *node;
  58         bool found = false;
  59
  60         rcu_read_lock();
  61         hlist_for_each_entry_rcu(entry, node, &ima_imbalance_list, node) {
  62                 if (entry->fsmagic == sb->s_magic) {
  63                         found = true;
  64                         break;
  65                 }
  66         }
  67         rcu_read_unlock();
  68         if (found)
  69                 goto out;
  70
  71         entry = kmalloc(sizeof(*entry), GFP_NOFS);
  72         if (!entry)
  73                 goto out;
  74         entry->fsmagic = sb->s_magic;
  75         spin_lock(&ima_imbalance_lock);
  76         /*
  77          * we could have raced and something else might have added this fs
  78          * to the list, but we don't really care
  79          */
  80         hlist_add_head_rcu(&entry->node, &ima_imbalance_list);
  81         spin_unlock(&ima_imbalance_lock);
  82         printk(KERN_INFO "IMA: unmeasured files on fsmagic: %lX\n",
  83                entry->fsmagic);
  84 out:
  85         return found;
  86 }
  87
  88 /*
  89  * Update the counts given an fmode_t
  90  */
  91 static void ima_inc_counts(struct ima_iint_cache *iint, fmode_t mode)
  92 {
  93         assert_spin_locked(&iint->inode->i_lock);
  94
  95         if ((mode & (FMODE_READ | FMODE_WRITE)) == FMODE_READ)
  96                 iint->readcount++;
  97 }
  98
  99 /*
 100  * ima_counts_get - increment file counts
 101  *
 102  * Maintain read/write counters for all files, but only
 103  * invalidate the PCR for measured files:
 104  *      - Opening a file for write when already open for read,
 105  *        results in a time of measure, time of use (ToMToU) error.
 106  *      - Opening a file for read when already open for write,
 107  *        could result in a file measurement error.
 108  *
 109  */
 110 void ima_counts_get(struct file *file)
 111 {
 112         struct dentry *dentry = file->f_path.dentry;
 113         struct inode *inode = dentry->d_inode;
 114         fmode_t mode = file->f_mode;
 115         struct ima_iint_cache *iint;
 116         int rc;
 117         bool send_tomtou = false, send_writers = false;
 118
 119         if (!iint_initialized || !S_ISREG(inode->i_mode))
 120                 return;
 121         iint = ima_iint_find_get(inode);
 122         if (!iint)
 123                 return;
 124         mutex_lock(&iint->mutex);
 125         spin_lock(&inode->i_lock);
 126
 127         if (!ima_initialized)
 128                 goto out;
 129
 130         rc = ima_must_measure(iint, inode, MAY_READ, FILE_CHECK);
 131         if (rc < 0)
 132                 goto out;
 133
 134         if (mode & FMODE_WRITE) {
 135                 if (iint->readcount)
 136                         send_tomtou = true;
 137                 goto out;
 138         }
 139
 140         if (atomic_read(&inode->i_writecount) > 0)
 141                 send_writers = true;
 142 out:
 143         ima_inc_counts(iint, file->f_mode);
 144         spin_unlock(&inode->i_lock);
 145         mutex_unlock(&iint->mutex);
 146         kref_put(&iint->refcount, iint_free);
 147
 148         if (send_tomtou)
 149                 ima_add_violation(inode, dentry->d_name.name, "invalid_pcr",
 150                                   "ToMToU");
 151         if (send_writers)
 152                 ima_add_violation(inode, dentry->d_name.name, "invalid_pcr",
 153                                   "open_writers");
 154 }
 155
 156 /*
 157  * Decrement ima counts
 158  */
 159 static void ima_dec_counts(struct ima_iint_cache *iint, struct inode *inode,
 160                            struct file *file)
 161 {
 162         mode_t mode = file->f_mode;
 163         bool dump = false;
 164
 165         BUG_ON(!mutex_is_locked(&iint->mutex));
 166         assert_spin_locked(&inode->i_lock);
 167
 168         if ((mode & (FMODE_READ | FMODE_WRITE)) == FMODE_READ) {
 169                 if (unlikely(iint->readcount == 0))
 170                         dump = true;
 171                 iint->readcount--;
 172         }
 173         if (mode & FMODE_WRITE) {
 174                 if (atomic_read(&inode->i_writecount) <= 0)
 175                         dump = true;
 176                 if (atomic_read(&inode->i_writecount) == 1 &&
 177                     iint->version != inode->i_version)
 178                         iint->flags &= ~IMA_MEASURED;
 179         }
 180
 181         if (dump && !ima_limit_imbalance(file)) {
 182                 printk(KERN_INFO "%s: open/free imbalance (r:%u)\n",
 183                        __func__, iint->readcount);
 184                 dump_stack();
 185         }
 186 }
 187
 188 /**
 189  * ima_file_free - called on __fput()
 190  * @file: pointer to file structure being freed
 191  *
 192  * Flag files that changed, based on i_version;
 193  * and decrement the iint readcount/writecount.
 194  */
 195 void ima_file_free(struct file *file)
 196 {
 197         struct inode *inode = file->f_dentry->d_inode;
 198         struct ima_iint_cache *iint;
 199
 200         if (!iint_initialized || !S_ISREG(inode->i_mode))
 201                 return;
 202         iint = ima_iint_find_get(inode);
 203         if (!iint)
 204                 return;
 205
 206         mutex_lock(&iint->mutex);
 207         spin_lock(&inode->i_lock);
 208
 209         ima_dec_counts(iint, inode, file);
 210
 211         spin_unlock(&inode->i_lock);
 212         mutex_unlock(&iint->mutex);
 213         kref_put(&iint->refcount, iint_free);
 214 }
 215
 216 static int process_measurement(struct file *file, const unsigned char *filename,
 217                                int mask, int function)
 218 {
 219         struct inode *inode = file->f_dentry->d_inode;
 220         struct ima_iint_cache *iint;
 221         int rc = 0;
 222
 223         if (!ima_initialized || !S_ISREG(inode->i_mode))
 224                 return 0;
 225         iint = ima_iint_find_get(inode);
 226         if (!iint)
 227                 return -ENOMEM;
 228
 229         mutex_lock(&iint->mutex);
 230         rc = ima_must_measure(iint, inode, mask, function);
 231         if (rc != 0)
 232                 goto out;
 233
 234         rc = ima_collect_measurement(iint, file);
 235         if (!rc)
 236                 ima_store_measurement(iint, file, filename);
 237 out:
 238         mutex_unlock(&iint->mutex);
 239         kref_put(&iint->refcount, iint_free);
 240         return rc;
 241 }
 242
 243 /**
 244  * ima_file_mmap - based on policy, collect/store measurement.
 245  * @file: pointer to the file to be measured (May be NULL)
 246  * @prot: contains the protection that will be applied by the kernel.
 247  *
 248  * Measure files being mmapped executable based on the ima_must_measure()
 249  * policy decision.
 250  *
 251  * Return 0 on success, an error code on failure.
 252  * (Based on the results of appraise_measurement().)
 253  */
 254 int ima_file_mmap(struct file *file, unsigned long prot)
 255 {
 256         int rc;
 257
 258         if (!file)
 259                 return 0;
 260         if (prot & PROT_EXEC)
 261                 rc = process_measurement(file, file->f_dentry->d_name.name,
 262                                          MAY_EXEC, FILE_MMAP);
 263         return 0;
 264 }
 265
 266 /**
 267  * ima_bprm_check - based on policy, collect/store measurement.
 268  * @bprm: contains the linux_binprm structure
 269  *
 270  * The OS protects against an executable file, already open for write,
 271  * from being executed in deny_write_access() and an executable file,
 272  * already open for execute, from being modified in get_write_access().
 273  * So we can be certain that what we verify and measure here is actually
 274  * what is being executed.
 275  *
 276  * Return 0 on success, an error code on failure.
 277  * (Based on the results of appraise_measurement().)
 278  */
 279 int ima_bprm_check(struct linux_binprm *bprm)
 280 {
 281         int rc;
 282
 283         rc = process_measurement(bprm->file, bprm->filename,
 284                                  MAY_EXEC, BPRM_CHECK);
 285         return 0;
 286 }
 287
 288 /**
 289  * ima_path_check - based on policy, collect/store measurement.
 290  * @file: pointer to the file to be measured
 291  * @mask: contains MAY_READ, MAY_WRITE or MAY_EXECUTE
 292  *
 293  * Measure files based on the ima_must_measure() policy decision.
 294  *
 295  * Always return 0 and audit dentry_open failures.
 296  * (Return code will be based upon measurement appraisal.)
 297  */
 298 int ima_file_check(struct file *file, int mask)
 299 {
 300         int rc;
 301
 302         rc = process_measurement(file, file->f_dentry->d_name.name,
 303                                  mask & (MAY_READ | MAY_WRITE | MAY_EXEC),
 304                                  FILE_CHECK);
 305         return 0;
 306 }
 307 EXPORT_SYMBOL_GPL(ima_file_check);
 308
 309 static int __init init_ima(void)
 310 {
 311         int error;
 312
 313         error = ima_init();
 314         ima_initialized = 1;
 315         return error;
 316 }
 317
 318 static void __exit cleanup_ima(void)
 319 {
 320         ima_cleanup();
 321 }
 322
 323 late_initcall(init_ima);        /* Start IMA after the TPM is available */
 324
 325 MODULE_DESCRIPTION("Integrity Measurement Architecture");
 326 MODULE_LICENSE("GPL");