87fde50eb550e5f0b928bef44775f35d6a325ec8
[linux-2.6-microblaze.git] / security / landlock / fs.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Landlock LSM - Filesystem management and hooks
4  *
5  * Copyright © 2016-2020 Mickaël Salaün <mic@digikod.net>
6  * Copyright © 2018-2020 ANSSI
7  * Copyright © 2021-2022 Microsoft Corporation
8  */
9
10 #include <linux/atomic.h>
11 #include <linux/bitops.h>
12 #include <linux/bits.h>
13 #include <linux/compiler_types.h>
14 #include <linux/dcache.h>
15 #include <linux/err.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/init.h>
18 #include <linux/kernel.h>
19 #include <linux/limits.h>
20 #include <linux/list.h>
21 #include <linux/lsm_hooks.h>
22 #include <linux/mount.h>
23 #include <linux/namei.h>
24 #include <linux/path.h>
25 #include <linux/rcupdate.h>
26 #include <linux/spinlock.h>
27 #include <linux/stat.h>
28 #include <linux/types.h>
29 #include <linux/wait_bit.h>
30 #include <linux/workqueue.h>
31 #include <uapi/linux/landlock.h>
32
33 #include "common.h"
34 #include "cred.h"
35 #include "fs.h"
36 #include "limits.h"
37 #include "object.h"
38 #include "ruleset.h"
39 #include "setup.h"
40
41 /* Underlying object management */
42
43 static void release_inode(struct landlock_object *const object)
44         __releases(object->lock)
45 {
46         struct inode *const inode = object->underobj;
47         struct super_block *sb;
48
49         if (!inode) {
50                 spin_unlock(&object->lock);
51                 return;
52         }
53
54         /*
55          * Protects against concurrent use by hook_sb_delete() of the reference
56          * to the underlying inode.
57          */
58         object->underobj = NULL;
59         /*
60          * Makes sure that if the filesystem is concurrently unmounted,
61          * hook_sb_delete() will wait for us to finish iput().
62          */
63         sb = inode->i_sb;
64         atomic_long_inc(&landlock_superblock(sb)->inode_refs);
65         spin_unlock(&object->lock);
66         /*
67          * Because object->underobj was not NULL, hook_sb_delete() and
68          * get_inode_object() guarantee that it is safe to reset
69          * landlock_inode(inode)->object while it is not NULL.  It is therefore
70          * not necessary to lock inode->i_lock.
71          */
72         rcu_assign_pointer(landlock_inode(inode)->object, NULL);
73         /*
74          * Now, new rules can safely be tied to @inode with get_inode_object().
75          */
76
77         iput(inode);
78         if (atomic_long_dec_and_test(&landlock_superblock(sb)->inode_refs))
79                 wake_up_var(&landlock_superblock(sb)->inode_refs);
80 }
81
82 static const struct landlock_object_underops landlock_fs_underops = {
83         .release = release_inode
84 };
85
86 /* Ruleset management */
87
88 static struct landlock_object *get_inode_object(struct inode *const inode)
89 {
90         struct landlock_object *object, *new_object;
91         struct landlock_inode_security *inode_sec = landlock_inode(inode);
92
93         rcu_read_lock();
94 retry:
95         object = rcu_dereference(inode_sec->object);
96         if (object) {
97                 if (likely(refcount_inc_not_zero(&object->usage))) {
98                         rcu_read_unlock();
99                         return object;
100                 }
101                 /*
102                  * We are racing with release_inode(), the object is going
103                  * away.  Wait for release_inode(), then retry.
104                  */
105                 spin_lock(&object->lock);
106                 spin_unlock(&object->lock);
107                 goto retry;
108         }
109         rcu_read_unlock();
110
111         /*
112          * If there is no object tied to @inode, then create a new one (without
113          * holding any locks).
114          */
115         new_object = landlock_create_object(&landlock_fs_underops, inode);
116         if (IS_ERR(new_object))
117                 return new_object;
118
119         /*
120          * Protects against concurrent calls to get_inode_object() or
121          * hook_sb_delete().
122          */
123         spin_lock(&inode->i_lock);
124         if (unlikely(rcu_access_pointer(inode_sec->object))) {
125                 /* Someone else just created the object, bail out and retry. */
126                 spin_unlock(&inode->i_lock);
127                 kfree(new_object);
128
129                 rcu_read_lock();
130                 goto retry;
131         }
132
133         /*
134          * @inode will be released by hook_sb_delete() on its superblock
135          * shutdown, or by release_inode() when no more ruleset references the
136          * related object.
137          */
138         ihold(inode);
139         rcu_assign_pointer(inode_sec->object, new_object);
140         spin_unlock(&inode->i_lock);
141         return new_object;
142 }
143
144 /* All access rights that can be tied to files. */
145 /* clang-format off */
146 #define ACCESS_FILE ( \
147         LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE | \
148         LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE | \
149         LANDLOCK_ACCESS_FS_READ_FILE)
150 /* clang-format on */
151
152 /*
153  * All access rights that are denied by default whether they are handled or not
154  * by a ruleset/layer.  This must be ORed with all ruleset->fs_access_masks[]
155  * entries when we need to get the absolute handled access masks.
156  */
157 /* clang-format off */
158 #define ACCESS_INITIALLY_DENIED ( \
159         LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER)
160 /* clang-format on */
161
162 /*
163  * @path: Should have been checked by get_path_from_fd().
164  */
165 int landlock_append_fs_rule(struct landlock_ruleset *const ruleset,
166                             const struct path *const path,
167                             access_mask_t access_rights)
168 {
169         int err;
170         struct landlock_object *object;
171
172         /* Files only get access rights that make sense. */
173         if (!d_is_dir(path->dentry) &&
174             (access_rights | ACCESS_FILE) != ACCESS_FILE)
175                 return -EINVAL;
176         if (WARN_ON_ONCE(ruleset->num_layers != 1))
177                 return -EINVAL;
178
179         /* Transforms relative access rights to absolute ones. */
180         access_rights |=
181                 LANDLOCK_MASK_ACCESS_FS &
182                 ~(ruleset->fs_access_masks[0] | ACCESS_INITIALLY_DENIED);
183         object = get_inode_object(d_backing_inode(path->dentry));
184         if (IS_ERR(object))
185                 return PTR_ERR(object);
186         mutex_lock(&ruleset->lock);
187         err = landlock_insert_rule(ruleset, object, access_rights);
188         mutex_unlock(&ruleset->lock);
189         /*
190          * No need to check for an error because landlock_insert_rule()
191          * increments the refcount for the new object if needed.
192          */
193         landlock_put_object(object);
194         return err;
195 }
196
197 /* Access-control management */
198
199 /*
200  * The lifetime of the returned rule is tied to @domain.
201  *
202  * Returns NULL if no rule is found or if @dentry is negative.
203  */
204 static inline const struct landlock_rule *
205 find_rule(const struct landlock_ruleset *const domain,
206           const struct dentry *const dentry)
207 {
208         const struct landlock_rule *rule;
209         const struct inode *inode;
210
211         /* Ignores nonexistent leafs. */
212         if (d_is_negative(dentry))
213                 return NULL;
214
215         inode = d_backing_inode(dentry);
216         rcu_read_lock();
217         rule = landlock_find_rule(
218                 domain, rcu_dereference(landlock_inode(inode)->object));
219         rcu_read_unlock();
220         return rule;
221 }
222
223 /*
224  * @layer_masks is read and may be updated according to the access request and
225  * the matching rule.
226  *
227  * Returns true if the request is allowed (i.e. relevant layer masks for the
228  * request are empty).
229  */
230 static inline bool
231 unmask_layers(const struct landlock_rule *const rule,
232               const access_mask_t access_request,
233               layer_mask_t (*const layer_masks)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS])
234 {
235         size_t layer_level;
236
237         if (!access_request || !layer_masks)
238                 return true;
239         if (!rule)
240                 return false;
241
242         /*
243          * An access is granted if, for each policy layer, at least one rule
244          * encountered on the pathwalk grants the requested access,
245          * regardless of its position in the layer stack.  We must then check
246          * the remaining layers for each inode, from the first added layer to
247          * the last one.  When there is multiple requested accesses, for each
248          * policy layer, the full set of requested accesses may not be granted
249          * by only one rule, but by the union (binary OR) of multiple rules.
250          * E.g. /a/b <execute> + /a <read> => /a/b <execute + read>
251          */
252         for (layer_level = 0; layer_level < rule->num_layers; layer_level++) {
253                 const struct landlock_layer *const layer =
254                         &rule->layers[layer_level];
255                 const layer_mask_t layer_bit = BIT_ULL(layer->level - 1);
256                 const unsigned long access_req = access_request;
257                 unsigned long access_bit;
258                 bool is_empty;
259
260                 /*
261                  * Records in @layer_masks which layer grants access to each
262                  * requested access.
263                  */
264                 is_empty = true;
265                 for_each_set_bit(access_bit, &access_req,
266                                  ARRAY_SIZE(*layer_masks)) {
267                         if (layer->access & BIT_ULL(access_bit))
268                                 (*layer_masks)[access_bit] &= ~layer_bit;
269                         is_empty = is_empty && !(*layer_masks)[access_bit];
270                 }
271                 if (is_empty)
272                         return true;
273         }
274         return false;
275 }
276
277 /*
278  * Allows access to pseudo filesystems that will never be mountable (e.g.
279  * sockfs, pipefs), but can still be reachable through
280  * /proc/<pid>/fd/<file-descriptor>
281  */
282 static inline bool is_nouser_or_private(const struct dentry *dentry)
283 {
284         return (dentry->d_sb->s_flags & SB_NOUSER) ||
285                (d_is_positive(dentry) &&
286                 unlikely(IS_PRIVATE(d_backing_inode(dentry))));
287 }
288
289 static inline access_mask_t
290 get_handled_accesses(const struct landlock_ruleset *const domain)
291 {
292         access_mask_t access_dom = ACCESS_INITIALLY_DENIED;
293         size_t layer_level;
294
295         for (layer_level = 0; layer_level < domain->num_layers; layer_level++)
296                 access_dom |= domain->fs_access_masks[layer_level];
297         return access_dom & LANDLOCK_MASK_ACCESS_FS;
298 }
299
300 /**
301  * init_layer_masks - Initialize layer masks from an access request
302  *
303  * Populates @layer_masks such that for each access right in @access_request,
304  * the bits for all the layers are set where this access right is handled.
305  *
306  * @domain: The domain that defines the current restrictions.
307  * @access_request: The requested access rights to check.
308  * @layer_masks: The layer masks to populate.
309  *
310  * Returns: An access mask where each access right bit is set which is handled
311  * in any of the active layers in @domain.
312  */
313 static inline access_mask_t
314 init_layer_masks(const struct landlock_ruleset *const domain,
315                  const access_mask_t access_request,
316                  layer_mask_t (*const layer_masks)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS])
317 {
318         access_mask_t handled_accesses = 0;
319         size_t layer_level;
320
321         memset(layer_masks, 0, sizeof(*layer_masks));
322         /* An empty access request can happen because of O_WRONLY | O_RDWR. */
323         if (!access_request)
324                 return 0;
325
326         /* Saves all handled accesses per layer. */
327         for (layer_level = 0; layer_level < domain->num_layers; layer_level++) {
328                 const unsigned long access_req = access_request;
329                 unsigned long access_bit;
330
331                 for_each_set_bit(access_bit, &access_req,
332                                  ARRAY_SIZE(*layer_masks)) {
333                         /*
334                          * Artificially handles all initially denied by default
335                          * access rights.
336                          */
337                         if (BIT_ULL(access_bit) &
338                             (domain->fs_access_masks[layer_level] |
339                              ACCESS_INITIALLY_DENIED)) {
340                                 (*layer_masks)[access_bit] |=
341                                         BIT_ULL(layer_level);
342                                 handled_accesses |= BIT_ULL(access_bit);
343                         }
344                 }
345         }
346         return handled_accesses;
347 }
348
349 /*
350  * Check that a destination file hierarchy has more restrictions than a source
351  * file hierarchy.  This is only used for link and rename actions.
352  *
353  * @layer_masks_child2: Optional child masks.
354  */
355 static inline bool no_more_access(
356         const layer_mask_t (*const layer_masks_parent1)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
357         const layer_mask_t (*const layer_masks_child1)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
358         const bool child1_is_directory,
359         const layer_mask_t (*const layer_masks_parent2)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
360         const layer_mask_t (*const layer_masks_child2)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
361         const bool child2_is_directory)
362 {
363         unsigned long access_bit;
364
365         for (access_bit = 0; access_bit < ARRAY_SIZE(*layer_masks_parent2);
366              access_bit++) {
367                 /* Ignores accesses that only make sense for directories. */
368                 const bool is_file_access =
369                         !!(BIT_ULL(access_bit) & ACCESS_FILE);
370
371                 if (child1_is_directory || is_file_access) {
372                         /*
373                          * Checks if the destination restrictions are a
374                          * superset of the source ones (i.e. inherited access
375                          * rights without child exceptions):
376                          * restrictions(parent2) >= restrictions(child1)
377                          */
378                         if ((((*layer_masks_parent1)[access_bit] &
379                               (*layer_masks_child1)[access_bit]) |
380                              (*layer_masks_parent2)[access_bit]) !=
381                             (*layer_masks_parent2)[access_bit])
382                                 return false;
383                 }
384
385                 if (!layer_masks_child2)
386                         continue;
387                 if (child2_is_directory || is_file_access) {
388                         /*
389                          * Checks inverted restrictions for RENAME_EXCHANGE:
390                          * restrictions(parent1) >= restrictions(child2)
391                          */
392                         if ((((*layer_masks_parent2)[access_bit] &
393                               (*layer_masks_child2)[access_bit]) |
394                              (*layer_masks_parent1)[access_bit]) !=
395                             (*layer_masks_parent1)[access_bit])
396                                 return false;
397                 }
398         }
399         return true;
400 }
401
402 /*
403  * Removes @layer_masks accesses that are not requested.
404  *
405  * Returns true if the request is allowed, false otherwise.
406  */
407 static inline bool
408 scope_to_request(const access_mask_t access_request,
409                  layer_mask_t (*const layer_masks)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS])
410 {
411         const unsigned long access_req = access_request;
412         unsigned long access_bit;
413
414         if (WARN_ON_ONCE(!layer_masks))
415                 return true;
416
417         for_each_clear_bit(access_bit, &access_req, ARRAY_SIZE(*layer_masks))
418                 (*layer_masks)[access_bit] = 0;
419         return !memchr_inv(layer_masks, 0, sizeof(*layer_masks));
420 }
421
422 /*
423  * Returns true if there is at least one access right different than
424  * LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER.
425  */
426 static inline bool
427 is_eacces(const layer_mask_t (*const layer_masks)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
428           const access_mask_t access_request)
429 {
430         unsigned long access_bit;
431         /* LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER alone must return -EXDEV. */
432         const unsigned long access_check = access_request &
433                                            ~LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER;
434
435         if (!layer_masks)
436                 return false;
437
438         for_each_set_bit(access_bit, &access_check, ARRAY_SIZE(*layer_masks)) {
439                 if ((*layer_masks)[access_bit])
440                         return true;
441         }
442         return false;
443 }
444
445 /**
446  * is_access_to_paths_allowed - Check accesses for requests with a common path
447  *
448  * @domain: Domain to check against.
449  * @path: File hierarchy to walk through.
450  * @access_request_parent1: Accesses to check, once @layer_masks_parent1 is
451  *     equal to @layer_masks_parent2 (if any).  This is tied to the unique
452  *     requested path for most actions, or the source in case of a refer action
453  *     (i.e. rename or link), or the source and destination in case of
454  *     RENAME_EXCHANGE.
455  * @layer_masks_parent1: Pointer to a matrix of layer masks per access
456  *     masks, identifying the layers that forbid a specific access.  Bits from
457  *     this matrix can be unset according to the @path walk.  An empty matrix
458  *     means that @domain allows all possible Landlock accesses (i.e. not only
459  *     those identified by @access_request_parent1).  This matrix can
460  *     initially refer to domain layer masks and, when the accesses for the
461  *     destination and source are the same, to requested layer masks.
462  * @dentry_child1: Dentry to the initial child of the parent1 path.  This
463  *     pointer must be NULL for non-refer actions (i.e. not link nor rename).
464  * @access_request_parent2: Similar to @access_request_parent1 but for a
465  *     request involving a source and a destination.  This refers to the
466  *     destination, except in case of RENAME_EXCHANGE where it also refers to
467  *     the source.  Must be set to 0 when using a simple path request.
468  * @layer_masks_parent2: Similar to @layer_masks_parent1 but for a refer
469  *     action.  This must be NULL otherwise.
470  * @dentry_child2: Dentry to the initial child of the parent2 path.  This
471  *     pointer is only set for RENAME_EXCHANGE actions and must be NULL
472  *     otherwise.
473  *
474  * This helper first checks that the destination has a superset of restrictions
475  * compared to the source (if any) for a common path.  Because of
476  * RENAME_EXCHANGE actions, source and destinations may be swapped.  It then
477  * checks that the collected accesses and the remaining ones are enough to
478  * allow the request.
479  *
480  * Returns:
481  * - true if the access request is granted;
482  * - false otherwise.
483  */
484 static bool is_access_to_paths_allowed(
485         const struct landlock_ruleset *const domain,
486         const struct path *const path,
487         const access_mask_t access_request_parent1,
488         layer_mask_t (*const layer_masks_parent1)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
489         const struct dentry *const dentry_child1,
490         const access_mask_t access_request_parent2,
491         layer_mask_t (*const layer_masks_parent2)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
492         const struct dentry *const dentry_child2)
493 {
494         bool allowed_parent1 = false, allowed_parent2 = false, is_dom_check,
495              child1_is_directory = true, child2_is_directory = true;
496         struct path walker_path;
497         access_mask_t access_masked_parent1, access_masked_parent2;
498         layer_mask_t _layer_masks_child1[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
499                 _layer_masks_child2[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS];
500         layer_mask_t(*layer_masks_child1)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = NULL,
501         (*layer_masks_child2)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = NULL;
502
503         if (!access_request_parent1 && !access_request_parent2)
504                 return true;
505         if (WARN_ON_ONCE(!domain || !path))
506                 return true;
507         if (is_nouser_or_private(path->dentry))
508                 return true;
509         if (WARN_ON_ONCE(domain->num_layers < 1 || !layer_masks_parent1))
510                 return false;
511
512         if (unlikely(layer_masks_parent2)) {
513                 if (WARN_ON_ONCE(!dentry_child1))
514                         return false;
515                 /*
516                  * For a double request, first check for potential privilege
517                  * escalation by looking at domain handled accesses (which are
518                  * a superset of the meaningful requested accesses).
519                  */
520                 access_masked_parent1 = access_masked_parent2 =
521                         get_handled_accesses(domain);
522                 is_dom_check = true;
523         } else {
524                 if (WARN_ON_ONCE(dentry_child1 || dentry_child2))
525                         return false;
526                 /* For a simple request, only check for requested accesses. */
527                 access_masked_parent1 = access_request_parent1;
528                 access_masked_parent2 = access_request_parent2;
529                 is_dom_check = false;
530         }
531
532         if (unlikely(dentry_child1)) {
533                 unmask_layers(find_rule(domain, dentry_child1),
534                               init_layer_masks(domain, LANDLOCK_MASK_ACCESS_FS,
535                                                &_layer_masks_child1),
536                               &_layer_masks_child1);
537                 layer_masks_child1 = &_layer_masks_child1;
538                 child1_is_directory = d_is_dir(dentry_child1);
539         }
540         if (unlikely(dentry_child2)) {
541                 unmask_layers(find_rule(domain, dentry_child2),
542                               init_layer_masks(domain, LANDLOCK_MASK_ACCESS_FS,
543                                                &_layer_masks_child2),
544                               &_layer_masks_child2);
545                 layer_masks_child2 = &_layer_masks_child2;
546                 child2_is_directory = d_is_dir(dentry_child2);
547         }
548
549         walker_path = *path;
550         path_get(&walker_path);
551         /*
552          * We need to walk through all the hierarchy to not miss any relevant
553          * restriction.
554          */
555         while (true) {
556                 struct dentry *parent_dentry;
557                 const struct landlock_rule *rule;
558
559                 /*
560                  * If at least all accesses allowed on the destination are
561                  * already allowed on the source, respectively if there is at
562                  * least as much as restrictions on the destination than on the
563                  * source, then we can safely refer files from the source to
564                  * the destination without risking a privilege escalation.
565                  * This also applies in the case of RENAME_EXCHANGE, which
566                  * implies checks on both direction.  This is crucial for
567                  * standalone multilayered security policies.  Furthermore,
568                  * this helps avoid policy writers to shoot themselves in the
569                  * foot.
570                  */
571                 if (unlikely(is_dom_check &&
572                              no_more_access(
573                                      layer_masks_parent1, layer_masks_child1,
574                                      child1_is_directory, layer_masks_parent2,
575                                      layer_masks_child2,
576                                      child2_is_directory))) {
577                         allowed_parent1 = scope_to_request(
578                                 access_request_parent1, layer_masks_parent1);
579                         allowed_parent2 = scope_to_request(
580                                 access_request_parent2, layer_masks_parent2);
581
582                         /* Stops when all accesses are granted. */
583                         if (allowed_parent1 && allowed_parent2)
584                                 break;
585
586                         /*
587                          * Now, downgrades the remaining checks from domain
588                          * handled accesses to requested accesses.
589                          */
590                         is_dom_check = false;
591                         access_masked_parent1 = access_request_parent1;
592                         access_masked_parent2 = access_request_parent2;
593                 }
594
595                 rule = find_rule(domain, walker_path.dentry);
596                 allowed_parent1 = unmask_layers(rule, access_masked_parent1,
597                                                 layer_masks_parent1);
598                 allowed_parent2 = unmask_layers(rule, access_masked_parent2,
599                                                 layer_masks_parent2);
600
601                 /* Stops when a rule from each layer grants access. */
602                 if (allowed_parent1 && allowed_parent2)
603                         break;
604
605 jump_up:
606                 if (walker_path.dentry == walker_path.mnt->mnt_root) {
607                         if (follow_up(&walker_path)) {
608                                 /* Ignores hidden mount points. */
609                                 goto jump_up;
610                         } else {
611                                 /*
612                                  * Stops at the real root.  Denies access
613                                  * because not all layers have granted access.
614                                  */
615                                 break;
616                         }
617                 }
618                 if (unlikely(IS_ROOT(walker_path.dentry))) {
619                         /*
620                          * Stops at disconnected root directories.  Only allows
621                          * access to internal filesystems (e.g. nsfs, which is
622                          * reachable through /proc/<pid>/ns/<namespace>).
623                          */
624                         allowed_parent1 = allowed_parent2 =
625                                 !!(walker_path.mnt->mnt_flags & MNT_INTERNAL);
626                         break;
627                 }
628                 parent_dentry = dget_parent(walker_path.dentry);
629                 dput(walker_path.dentry);
630                 walker_path.dentry = parent_dentry;
631         }
632         path_put(&walker_path);
633
634         return allowed_parent1 && allowed_parent2;
635 }
636
637 static inline int check_access_path(const struct landlock_ruleset *const domain,
638                                     const struct path *const path,
639                                     access_mask_t access_request)
640 {
641         layer_mask_t layer_masks[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {};
642
643         access_request = init_layer_masks(domain, access_request, &layer_masks);
644         if (is_access_to_paths_allowed(domain, path, access_request,
645                                        &layer_masks, NULL, 0, NULL, NULL))
646                 return 0;
647         return -EACCES;
648 }
649
650 static inline int current_check_access_path(const struct path *const path,
651                                             const access_mask_t access_request)
652 {
653         const struct landlock_ruleset *const dom =
654                 landlock_get_current_domain();
655
656         if (!dom)
657                 return 0;
658         return check_access_path(dom, path, access_request);
659 }
660
661 static inline access_mask_t get_mode_access(const umode_t mode)
662 {
663         switch (mode & S_IFMT) {
664         case S_IFLNK:
665                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_SYM;
666         case 0:
667                 /* A zero mode translates to S_IFREG. */
668         case S_IFREG:
669                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_REG;
670         case S_IFDIR:
671                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_DIR;
672         case S_IFCHR:
673                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_CHAR;
674         case S_IFBLK:
675                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_BLOCK;
676         case S_IFIFO:
677                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_FIFO;
678         case S_IFSOCK:
679                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_SOCK;
680         default:
681                 WARN_ON_ONCE(1);
682                 return 0;
683         }
684 }
685
686 static inline access_mask_t maybe_remove(const struct dentry *const dentry)
687 {
688         if (d_is_negative(dentry))
689                 return 0;
690         return d_is_dir(dentry) ? LANDLOCK_ACCESS_FS_REMOVE_DIR :
691                                   LANDLOCK_ACCESS_FS_REMOVE_FILE;
692 }
693
694 /**
695  * collect_domain_accesses - Walk through a file path and collect accesses
696  *
697  * @domain: Domain to check against.
698  * @mnt_root: Last directory to check.
699  * @dir: Directory to start the walk from.
700  * @layer_masks_dom: Where to store the collected accesses.
701  *
702  * This helper is useful to begin a path walk from the @dir directory to a
703  * @mnt_root directory used as a mount point.  This mount point is the common
704  * ancestor between the source and the destination of a renamed and linked
705  * file.  While walking from @dir to @mnt_root, we record all the domain's
706  * allowed accesses in @layer_masks_dom.
707  *
708  * This is similar to is_access_to_paths_allowed() but much simpler because it
709  * only handles walking on the same mount point and only checks one set of
710  * accesses.
711  *
712  * Returns:
713  * - true if all the domain access rights are allowed for @dir;
714  * - false if the walk reached @mnt_root.
715  */
716 static bool collect_domain_accesses(
717         const struct landlock_ruleset *const domain,
718         const struct dentry *const mnt_root, struct dentry *dir,
719         layer_mask_t (*const layer_masks_dom)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS])
720 {
721         unsigned long access_dom;
722         bool ret = false;
723
724         if (WARN_ON_ONCE(!domain || !mnt_root || !dir || !layer_masks_dom))
725                 return true;
726         if (is_nouser_or_private(dir))
727                 return true;
728
729         access_dom = init_layer_masks(domain, LANDLOCK_MASK_ACCESS_FS,
730                                       layer_masks_dom);
731
732         dget(dir);
733         while (true) {
734                 struct dentry *parent_dentry;
735
736                 /* Gets all layers allowing all domain accesses. */
737                 if (unmask_layers(find_rule(domain, dir), access_dom,
738                                   layer_masks_dom)) {
739                         /*
740                          * Stops when all handled accesses are allowed by at
741                          * least one rule in each layer.
742                          */
743                         ret = true;
744                         break;
745                 }
746
747                 /* We should not reach a root other than @mnt_root. */
748                 if (dir == mnt_root || WARN_ON_ONCE(IS_ROOT(dir)))
749                         break;
750
751                 parent_dentry = dget_parent(dir);
752                 dput(dir);
753                 dir = parent_dentry;
754         }
755         dput(dir);
756         return ret;
757 }
758
759 /**
760  * current_check_refer_path - Check if a rename or link action is allowed
761  *
762  * @old_dentry: File or directory requested to be moved or linked.
763  * @new_dir: Destination parent directory.
764  * @new_dentry: Destination file or directory.
765  * @removable: Sets to true if it is a rename operation.
766  * @exchange: Sets to true if it is a rename operation with RENAME_EXCHANGE.
767  *
768  * Because of its unprivileged constraints, Landlock relies on file hierarchies
769  * (and not only inodes) to tie access rights to files.  Being able to link or
770  * rename a file hierarchy brings some challenges.  Indeed, moving or linking a
771  * file (i.e. creating a new reference to an inode) can have an impact on the
772  * actions allowed for a set of files if it would change its parent directory
773  * (i.e. reparenting).
774  *
775  * To avoid trivial access right bypasses, Landlock first checks if the file or
776  * directory requested to be moved would gain new access rights inherited from
777  * its new hierarchy.  Before returning any error, Landlock then checks that
778  * the parent source hierarchy and the destination hierarchy would allow the
779  * link or rename action.  If it is not the case, an error with EACCES is
780  * returned to inform user space that there is no way to remove or create the
781  * requested source file type.  If it should be allowed but the new inherited
782  * access rights would be greater than the source access rights, then the
783  * kernel returns an error with EXDEV.  Prioritizing EACCES over EXDEV enables
784  * user space to abort the whole operation if there is no way to do it, or to
785  * manually copy the source to the destination if this remains allowed, e.g.
786  * because file creation is allowed on the destination directory but not direct
787  * linking.
788  *
789  * To achieve this goal, the kernel needs to compare two file hierarchies: the
790  * one identifying the source file or directory (including itself), and the
791  * destination one.  This can be seen as a multilayer partial ordering problem.
792  * The kernel walks through these paths and collects in a matrix the access
793  * rights that are denied per layer.  These matrices are then compared to see
794  * if the destination one has more (or the same) restrictions as the source
795  * one.  If this is the case, the requested action will not return EXDEV, which
796  * doesn't mean the action is allowed.  The parent hierarchy of the source
797  * (i.e. parent directory), and the destination hierarchy must also be checked
798  * to verify that they explicitly allow such action (i.e.  referencing,
799  * creation and potentially removal rights).  The kernel implementation is then
800  * required to rely on potentially four matrices of access rights: one for the
801  * source file or directory (i.e. the child), a potentially other one for the
802  * other source/destination (in case of RENAME_EXCHANGE), one for the source
803  * parent hierarchy and a last one for the destination hierarchy.  These
804  * ephemeral matrices take some space on the stack, which limits the number of
805  * layers to a deemed reasonable number: 16.
806  *
807  * Returns:
808  * - 0 if access is allowed;
809  * - -EXDEV if @old_dentry would inherit new access rights from @new_dir;
810  * - -EACCES if file removal or creation is denied.
811  */
812 static int current_check_refer_path(struct dentry *const old_dentry,
813                                     const struct path *const new_dir,
814                                     struct dentry *const new_dentry,
815                                     const bool removable, const bool exchange)
816 {
817         const struct landlock_ruleset *const dom =
818                 landlock_get_current_domain();
819         bool allow_parent1, allow_parent2;
820         access_mask_t access_request_parent1, access_request_parent2;
821         struct path mnt_dir;
822         layer_mask_t layer_masks_parent1[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
823                 layer_masks_parent2[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS];
824
825         if (!dom)
826                 return 0;
827         if (WARN_ON_ONCE(dom->num_layers < 1))
828                 return -EACCES;
829         if (unlikely(d_is_negative(old_dentry)))
830                 return -ENOENT;
831         if (exchange) {
832                 if (unlikely(d_is_negative(new_dentry)))
833                         return -ENOENT;
834                 access_request_parent1 =
835                         get_mode_access(d_backing_inode(new_dentry)->i_mode);
836         } else {
837                 access_request_parent1 = 0;
838         }
839         access_request_parent2 =
840                 get_mode_access(d_backing_inode(old_dentry)->i_mode);
841         if (removable) {
842                 access_request_parent1 |= maybe_remove(old_dentry);
843                 access_request_parent2 |= maybe_remove(new_dentry);
844         }
845
846         /* The mount points are the same for old and new paths, cf. EXDEV. */
847         if (old_dentry->d_parent == new_dir->dentry) {
848                 /*
849                  * The LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER access right is not required
850                  * for same-directory referer (i.e. no reparenting).
851                  */
852                 access_request_parent1 = init_layer_masks(
853                         dom, access_request_parent1 | access_request_parent2,
854                         &layer_masks_parent1);
855                 if (is_access_to_paths_allowed(
856                             dom, new_dir, access_request_parent1,
857                             &layer_masks_parent1, NULL, 0, NULL, NULL))
858                         return 0;
859                 return -EACCES;
860         }
861
862         access_request_parent1 |= LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER;
863         access_request_parent2 |= LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER;
864
865         /* Saves the common mount point. */
866         mnt_dir.mnt = new_dir->mnt;
867         mnt_dir.dentry = new_dir->mnt->mnt_root;
868
869         /* new_dir->dentry is equal to new_dentry->d_parent */
870         allow_parent1 = collect_domain_accesses(dom, mnt_dir.dentry,
871                                                 old_dentry->d_parent,
872                                                 &layer_masks_parent1);
873         allow_parent2 = collect_domain_accesses(
874                 dom, mnt_dir.dentry, new_dir->dentry, &layer_masks_parent2);
875
876         if (allow_parent1 && allow_parent2)
877                 return 0;
878
879         /*
880          * To be able to compare source and destination domain access rights,
881          * take into account the @old_dentry access rights aggregated with its
882          * parent access rights.  This will be useful to compare with the
883          * destination parent access rights.
884          */
885         if (is_access_to_paths_allowed(
886                     dom, &mnt_dir, access_request_parent1, &layer_masks_parent1,
887                     old_dentry, access_request_parent2, &layer_masks_parent2,
888                     exchange ? new_dentry : NULL))
889                 return 0;
890
891         /*
892          * This prioritizes EACCES over EXDEV for all actions, including
893          * renames with RENAME_EXCHANGE.
894          */
895         if (likely(is_eacces(&layer_masks_parent1, access_request_parent1) ||
896                    is_eacces(&layer_masks_parent2, access_request_parent2)))
897                 return -EACCES;
898
899         /*
900          * Gracefully forbids reparenting if the destination directory
901          * hierarchy is not a superset of restrictions of the source directory
902          * hierarchy, or if LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER is not allowed by the
903          * source or the destination.
904          */
905         return -EXDEV;
906 }
907
908 /* Inode hooks */
909
910 static void hook_inode_free_security(struct inode *const inode)
911 {
912         /*
913          * All inodes must already have been untied from their object by
914          * release_inode() or hook_sb_delete().
915          */
916         WARN_ON_ONCE(landlock_inode(inode)->object);
917 }
918
919 /* Super-block hooks */
920
921 /*
922  * Release the inodes used in a security policy.
923  *
924  * Cf. fsnotify_unmount_inodes() and invalidate_inodes()
925  */
926 static void hook_sb_delete(struct super_block *const sb)
927 {
928         struct inode *inode, *prev_inode = NULL;
929
930         if (!landlock_initialized)
931                 return;
932
933         spin_lock(&sb->s_inode_list_lock);
934         list_for_each_entry(inode, &sb->s_inodes, i_sb_list) {
935                 struct landlock_object *object;
936
937                 /* Only handles referenced inodes. */
938                 if (!atomic_read(&inode->i_count))
939                         continue;
940
941                 /*
942                  * Protects against concurrent modification of inode (e.g.
943                  * from get_inode_object()).
944                  */
945                 spin_lock(&inode->i_lock);
946                 /*
947                  * Checks I_FREEING and I_WILL_FREE  to protect against a race
948                  * condition when release_inode() just called iput(), which
949                  * could lead to a NULL dereference of inode->security or a
950                  * second call to iput() for the same Landlock object.  Also
951                  * checks I_NEW because such inode cannot be tied to an object.
952                  */
953                 if (inode->i_state & (I_FREEING | I_WILL_FREE | I_NEW)) {
954                         spin_unlock(&inode->i_lock);
955                         continue;
956                 }
957
958                 rcu_read_lock();
959                 object = rcu_dereference(landlock_inode(inode)->object);
960                 if (!object) {
961                         rcu_read_unlock();
962                         spin_unlock(&inode->i_lock);
963                         continue;
964                 }
965                 /* Keeps a reference to this inode until the next loop walk. */
966                 __iget(inode);
967                 spin_unlock(&inode->i_lock);
968
969                 /*
970                  * If there is no concurrent release_inode() ongoing, then we
971                  * are in charge of calling iput() on this inode, otherwise we
972                  * will just wait for it to finish.
973                  */
974                 spin_lock(&object->lock);
975                 if (object->underobj == inode) {
976                         object->underobj = NULL;
977                         spin_unlock(&object->lock);
978                         rcu_read_unlock();
979
980                         /*
981                          * Because object->underobj was not NULL,
982                          * release_inode() and get_inode_object() guarantee
983                          * that it is safe to reset
984                          * landlock_inode(inode)->object while it is not NULL.
985                          * It is therefore not necessary to lock inode->i_lock.
986                          */
987                         rcu_assign_pointer(landlock_inode(inode)->object, NULL);
988                         /*
989                          * At this point, we own the ihold() reference that was
990                          * originally set up by get_inode_object() and the
991                          * __iget() reference that we just set in this loop
992                          * walk.  Therefore the following call to iput() will
993                          * not sleep nor drop the inode because there is now at
994                          * least two references to it.
995                          */
996                         iput(inode);
997                 } else {
998                         spin_unlock(&object->lock);
999                         rcu_read_unlock();
1000                 }
1001
1002                 if (prev_inode) {
1003                         /*
1004                          * At this point, we still own the __iget() reference
1005                          * that we just set in this loop walk.  Therefore we
1006                          * can drop the list lock and know that the inode won't
1007                          * disappear from under us until the next loop walk.
1008                          */
1009                         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
1010                         /*
1011                          * We can now actually put the inode reference from the
1012                          * previous loop walk, which is not needed anymore.
1013                          */
1014                         iput(prev_inode);
1015                         cond_resched();
1016                         spin_lock(&sb->s_inode_list_lock);
1017                 }
1018                 prev_inode = inode;
1019         }
1020         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
1021
1022         /* Puts the inode reference from the last loop walk, if any. */
1023         if (prev_inode)
1024                 iput(prev_inode);
1025         /* Waits for pending iput() in release_inode(). */
1026         wait_var_event(&landlock_superblock(sb)->inode_refs,
1027                        !atomic_long_read(&landlock_superblock(sb)->inode_refs));
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Because a Landlock security policy is defined according to the filesystem
1032  * topology (i.e. the mount namespace), changing it may grant access to files
1033  * not previously allowed.
1034  *
1035  * To make it simple, deny any filesystem topology modification by landlocked
1036  * processes.  Non-landlocked processes may still change the namespace of a
1037  * landlocked process, but this kind of threat must be handled by a system-wide
1038  * access-control security policy.
1039  *
1040  * This could be lifted in the future if Landlock can safely handle mount
1041  * namespace updates requested by a landlocked process.  Indeed, we could
1042  * update the current domain (which is currently read-only) by taking into
1043  * account the accesses of the source and the destination of a new mount point.
1044  * However, it would also require to make all the child domains dynamically
1045  * inherit these new constraints.  Anyway, for backward compatibility reasons,
1046  * a dedicated user space option would be required (e.g. as a ruleset flag).
1047  */
1048 static int hook_sb_mount(const char *const dev_name,
1049                          const struct path *const path, const char *const type,
1050                          const unsigned long flags, void *const data)
1051 {
1052         if (!landlock_get_current_domain())
1053                 return 0;
1054         return -EPERM;
1055 }
1056
1057 static int hook_move_mount(const struct path *const from_path,
1058                            const struct path *const to_path)
1059 {
1060         if (!landlock_get_current_domain())
1061                 return 0;
1062         return -EPERM;
1063 }
1064
1065 /*
1066  * Removing a mount point may reveal a previously hidden file hierarchy, which
1067  * may then grant access to files, which may have previously been forbidden.
1068  */
1069 static int hook_sb_umount(struct vfsmount *const mnt, const int flags)
1070 {
1071         if (!landlock_get_current_domain())
1072                 return 0;
1073         return -EPERM;
1074 }
1075
1076 static int hook_sb_remount(struct super_block *const sb, void *const mnt_opts)
1077 {
1078         if (!landlock_get_current_domain())
1079                 return 0;
1080         return -EPERM;
1081 }
1082
1083 /*
1084  * pivot_root(2), like mount(2), changes the current mount namespace.  It must
1085  * then be forbidden for a landlocked process.
1086  *
1087  * However, chroot(2) may be allowed because it only changes the relative root
1088  * directory of the current process.  Moreover, it can be used to restrict the
1089  * view of the filesystem.
1090  */
1091 static int hook_sb_pivotroot(const struct path *const old_path,
1092                              const struct path *const new_path)
1093 {
1094         if (!landlock_get_current_domain())
1095                 return 0;
1096         return -EPERM;
1097 }
1098
1099 /* Path hooks */
1100
1101 static int hook_path_link(struct dentry *const old_dentry,
1102                           const struct path *const new_dir,
1103                           struct dentry *const new_dentry)
1104 {
1105         return current_check_refer_path(old_dentry, new_dir, new_dentry, false,
1106                                         false);
1107 }
1108
1109 static int hook_path_rename(const struct path *const old_dir,
1110                             struct dentry *const old_dentry,
1111                             const struct path *const new_dir,
1112                             struct dentry *const new_dentry,
1113                             const unsigned int flags)
1114 {
1115         /* old_dir refers to old_dentry->d_parent and new_dir->mnt */
1116         return current_check_refer_path(old_dentry, new_dir, new_dentry, true,
1117                                         !!(flags & RENAME_EXCHANGE));
1118 }
1119
1120 static int hook_path_mkdir(const struct path *const dir,
1121                            struct dentry *const dentry, const umode_t mode)
1122 {
1123         return current_check_access_path(dir, LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_DIR);
1124 }
1125
1126 static int hook_path_mknod(const struct path *const dir,
1127                            struct dentry *const dentry, const umode_t mode,
1128                            const unsigned int dev)
1129 {
1130         const struct landlock_ruleset *const dom =
1131                 landlock_get_current_domain();
1132
1133         if (!dom)
1134                 return 0;
1135         return check_access_path(dom, dir, get_mode_access(mode));
1136 }
1137
1138 static int hook_path_symlink(const struct path *const dir,
1139                              struct dentry *const dentry,
1140                              const char *const old_name)
1141 {
1142         return current_check_access_path(dir, LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_SYM);
1143 }
1144
1145 static int hook_path_unlink(const struct path *const dir,
1146                             struct dentry *const dentry)
1147 {
1148         return current_check_access_path(dir, LANDLOCK_ACCESS_FS_REMOVE_FILE);
1149 }
1150
1151 static int hook_path_rmdir(const struct path *const dir,
1152                            struct dentry *const dentry)
1153 {
1154         return current_check_access_path(dir, LANDLOCK_ACCESS_FS_REMOVE_DIR);
1155 }
1156
1157 /* File hooks */
1158
1159 static inline access_mask_t get_file_access(const struct file *const file)
1160 {
1161         access_mask_t access = 0;
1162
1163         if (file->f_mode & FMODE_READ) {
1164                 /* A directory can only be opened in read mode. */
1165                 if (S_ISDIR(file_inode(file)->i_mode))
1166                         return LANDLOCK_ACCESS_FS_READ_DIR;
1167                 access = LANDLOCK_ACCESS_FS_READ_FILE;
1168         }
1169         if (file->f_mode & FMODE_WRITE)
1170                 access |= LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE;
1171         /* __FMODE_EXEC is indeed part of f_flags, not f_mode. */
1172         if (file->f_flags & __FMODE_EXEC)
1173                 access |= LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE;
1174         return access;
1175 }
1176
1177 static int hook_file_open(struct file *const file)
1178 {
1179         const struct landlock_ruleset *const dom =
1180                 landlock_get_current_domain();
1181
1182         if (!dom)
1183                 return 0;
1184         /*
1185          * Because a file may be opened with O_PATH, get_file_access() may
1186          * return 0.  This case will be handled with a future Landlock
1187          * evolution.
1188          */
1189         return check_access_path(dom, &file->f_path, get_file_access(file));
1190 }
1191
1192 static struct security_hook_list landlock_hooks[] __lsm_ro_after_init = {
1193         LSM_HOOK_INIT(inode_free_security, hook_inode_free_security),
1194
1195         LSM_HOOK_INIT(sb_delete, hook_sb_delete),
1196         LSM_HOOK_INIT(sb_mount, hook_sb_mount),
1197         LSM_HOOK_INIT(move_mount, hook_move_mount),
1198         LSM_HOOK_INIT(sb_umount, hook_sb_umount),
1199         LSM_HOOK_INIT(sb_remount, hook_sb_remount),
1200         LSM_HOOK_INIT(sb_pivotroot, hook_sb_pivotroot),
1201
1202         LSM_HOOK_INIT(path_link, hook_path_link),
1203         LSM_HOOK_INIT(path_rename, hook_path_rename),
1204         LSM_HOOK_INIT(path_mkdir, hook_path_mkdir),
1205         LSM_HOOK_INIT(path_mknod, hook_path_mknod),
1206         LSM_HOOK_INIT(path_symlink, hook_path_symlink),
1207         LSM_HOOK_INIT(path_unlink, hook_path_unlink),
1208         LSM_HOOK_INIT(path_rmdir, hook_path_rmdir),
1209
1210         LSM_HOOK_INIT(file_open, hook_file_open),
1211 };
1212
1213 __init void landlock_add_fs_hooks(void)
1214 {
1215         security_add_hooks(landlock_hooks, ARRAY_SIZE(landlock_hooks),
1216                            LANDLOCK_NAME);
1217 }