Merge branch 'work.iov_iter' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/viro/vfs
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / btrfs / verity.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 #include <linux/init.h>
4 #include <linux/fs.h>
5 #include <linux/slab.h>
6 #include <linux/rwsem.h>
7 #include <linux/xattr.h>
8 #include <linux/security.h>
9 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
10 #include <linux/iversion.h>
11 #include <linux/fsverity.h>
12 #include <linux/sched/mm.h>
13 #include "ctree.h"
14 #include "btrfs_inode.h"
15 #include "transaction.h"
16 #include "disk-io.h"
17 #include "locking.h"
18
19 /*
20  * Implementation of the interface defined in struct fsverity_operations.
21  *
22  * The main question is how and where to store the verity descriptor and the
23  * Merkle tree. We store both in dedicated btree items in the filesystem tree,
24  * together with the rest of the inode metadata. This means we'll need to do
25  * extra work to encrypt them once encryption is supported in btrfs, but btrfs
26  * has a lot of careful code around i_size and it seems better to make a new key
27  * type than try and adjust all of our expectations for i_size.
28  *
29  * Note that this differs from the implementation in ext4 and f2fs, where
30  * this data is stored as if it were in the file, but past EOF. However, btrfs
31  * does not have a widespread mechanism for caching opaque metadata pages, so we
32  * do pretend that the Merkle tree pages themselves are past EOF for the
33  * purposes of caching them (as opposed to creating a virtual inode).
34  *
35  * fs verity items are stored under two different key types on disk.
36  * The descriptor items:
37  * [ inode objectid, BTRFS_VERITY_DESC_ITEM_KEY, offset ]
38  *
39  * At offset 0, we store a btrfs_verity_descriptor_item which tracks the
40  * size of the descriptor item and some extra data for encryption.
41  * Starting at offset 1, these hold the generic fs verity descriptor.
42  * The latter are opaque to btrfs, we just read and write them as a blob for
43  * the higher level verity code.  The most common descriptor size is 256 bytes.
44  *
45  * The merkle tree items:
46  * [ inode objectid, BTRFS_VERITY_MERKLE_ITEM_KEY, offset ]
47  *
48  * These also start at offset 0, and correspond to the merkle tree bytes.
49  * So when fsverity asks for page 0 of the merkle tree, we pull up one page
50  * starting at offset 0 for this key type.  These are also opaque to btrfs,
51  * we're blindly storing whatever fsverity sends down.
52  *
53  * Another important consideration is the fact that the Merkle tree data scales
54  * linearly with the size of the file (with 4K pages/blocks and SHA-256, it's
55  * ~1/127th the size) so for large files, writing the tree can be a lengthy
56  * operation. For that reason, we guard the whole enable verity operation
57  * (between begin_enable_verity and end_enable_verity) with an orphan item.
58  * Again, because the data can be pretty large, it's quite possible that we
59  * could run out of space writing it, so we try our best to handle errors by
60  * stopping and rolling back rather than aborting the victim transaction.
61  */
62
63 #define MERKLE_START_ALIGN                      65536
64
65 /*
66  * Compute the logical file offset where we cache the Merkle tree.
67  *
68  * @inode:  inode of the verity file
69  *
70  * For the purposes of caching the Merkle tree pages, as required by
71  * fs-verity, it is convenient to do size computations in terms of a file
72  * offset, rather than in terms of page indices.
73  *
74  * Use 64K to be sure it's past the last page in the file, even with 64K pages.
75  * That rounding operation itself can overflow loff_t, so we do it in u64 and
76  * check.
77  *
78  * Returns the file offset on success, negative error code on failure.
79  */
80 static loff_t merkle_file_pos(const struct inode *inode)
81 {
82         u64 sz = inode->i_size;
83         u64 rounded = round_up(sz, MERKLE_START_ALIGN);
84
85         if (rounded > inode->i_sb->s_maxbytes)
86                 return -EFBIG;
87
88         return rounded;
89 }
90
91 /*
92  * Drop all the items for this inode with this key_type.
93  *
94  * @inode:     inode to drop items for
95  * @key_type:  type of items to drop (BTRFS_VERITY_DESC_ITEM or
96  *             BTRFS_VERITY_MERKLE_ITEM)
97  *
98  * Before doing a verity enable we cleanup any existing verity items.
99  * This is also used to clean up if a verity enable failed half way through.
100  *
101  * Returns number of dropped items on success, negative error code on failure.
102  */
103 static int drop_verity_items(struct btrfs_inode *inode, u8 key_type)
104 {
105         struct btrfs_trans_handle *trans;
106         struct btrfs_root *root = inode->root;
107         struct btrfs_path *path;
108         struct btrfs_key key;
109         int count = 0;
110         int ret;
111
112         path = btrfs_alloc_path();
113         if (!path)
114                 return -ENOMEM;
115
116         while (1) {
117                 /* 1 for the item being dropped */
118                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
119                 if (IS_ERR(trans)) {
120                         ret = PTR_ERR(trans);
121                         goto out;
122                 }
123
124                 /*
125                  * Walk backwards through all the items until we find one that
126                  * isn't from our key type or objectid
127                  */
128                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
129                 key.type = key_type;
130                 key.offset = (u64)-1;
131
132                 ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
133                 if (ret > 0) {
134                         ret = 0;
135                         /* No more keys of this type, we're done */
136                         if (path->slots[0] == 0)
137                                 break;
138                         path->slots[0]--;
139                 } else if (ret < 0) {
140                         btrfs_end_transaction(trans);
141                         goto out;
142                 }
143
144                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
145
146                 /* No more keys of this type, we're done */
147                 if (key.objectid != btrfs_ino(inode) || key.type != key_type)
148                         break;
149
150                 /*
151                  * This shouldn't be a performance sensitive function because
152                  * it's not used as part of truncate.  If it ever becomes
153                  * perf sensitive, change this to walk forward and bulk delete
154                  * items
155                  */
156                 ret = btrfs_del_items(trans, root, path, path->slots[0], 1);
157                 if (ret) {
158                         btrfs_end_transaction(trans);
159                         goto out;
160                 }
161                 count++;
162                 btrfs_release_path(path);
163                 btrfs_end_transaction(trans);
164         }
165         ret = count;
166         btrfs_end_transaction(trans);
167 out:
168         btrfs_free_path(path);
169         return ret;
170 }
171
172 /*
173  * Drop all verity items
174  *
175  * @inode:  inode to drop verity items for
176  *
177  * In most contexts where we are dropping verity items, we want to do it for all
178  * the types of verity items, not a particular one.
179  *
180  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
181  */
182 int btrfs_drop_verity_items(struct btrfs_inode *inode)
183 {
184         int ret;
185
186         ret = drop_verity_items(inode, BTRFS_VERITY_DESC_ITEM_KEY);
187         if (ret < 0)
188                 return ret;
189         ret = drop_verity_items(inode, BTRFS_VERITY_MERKLE_ITEM_KEY);
190         if (ret < 0)
191                 return ret;
192
193         return 0;
194 }
195
196 /*
197  * Insert and write inode items with a given key type and offset.
198  *
199  * @inode:     inode to insert for
200  * @key_type:  key type to insert
201  * @offset:    item offset to insert at
202  * @src:       source data to write
203  * @len:       length of source data to write
204  *
205  * Write len bytes from src into items of up to 2K length.
206  * The inserted items will have key (ino, key_type, offset + off) where off is
207  * consecutively increasing from 0 up to the last item ending at offset + len.
208  *
209  * Returns 0 on success and a negative error code on failure.
210  */
211 static int write_key_bytes(struct btrfs_inode *inode, u8 key_type, u64 offset,
212                            const char *src, u64 len)
213 {
214         struct btrfs_trans_handle *trans;
215         struct btrfs_path *path;
216         struct btrfs_root *root = inode->root;
217         struct extent_buffer *leaf;
218         struct btrfs_key key;
219         unsigned long copy_bytes;
220         unsigned long src_offset = 0;
221         void *data;
222         int ret = 0;
223
224         path = btrfs_alloc_path();
225         if (!path)
226                 return -ENOMEM;
227
228         while (len > 0) {
229                 /* 1 for the new item being inserted */
230                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
231                 if (IS_ERR(trans)) {
232                         ret = PTR_ERR(trans);
233                         break;
234                 }
235
236                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
237                 key.type = key_type;
238                 key.offset = offset;
239
240                 /*
241                  * Insert 2K at a time mostly to be friendly for smaller leaf
242                  * size filesystems
243                  */
244                 copy_bytes = min_t(u64, len, 2048);
245
246                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key, copy_bytes);
247                 if (ret) {
248                         btrfs_end_transaction(trans);
249                         break;
250                 }
251
252                 leaf = path->nodes[0];
253
254                 data = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], void);
255                 write_extent_buffer(leaf, src + src_offset,
256                                     (unsigned long)data, copy_bytes);
257                 offset += copy_bytes;
258                 src_offset += copy_bytes;
259                 len -= copy_bytes;
260
261                 btrfs_release_path(path);
262                 btrfs_end_transaction(trans);
263         }
264
265         btrfs_free_path(path);
266         return ret;
267 }
268
269 /*
270  * Read inode items of the given key type and offset from the btree.
271  *
272  * @inode:      inode to read items of
273  * @key_type:   key type to read
274  * @offset:     item offset to read from
275  * @dest:       Buffer to read into. This parameter has slightly tricky
276  *              semantics.  If it is NULL, the function will not do any copying
277  *              and will just return the size of all the items up to len bytes.
278  *              If dest_page is passed, then the function will kmap_local the
279  *              page and ignore dest, but it must still be non-NULL to avoid the
280  *              counting-only behavior.
281  * @len:        length in bytes to read
282  * @dest_page:  copy into this page instead of the dest buffer
283  *
284  * Helper function to read items from the btree.  This returns the number of
285  * bytes read or < 0 for errors.  We can return short reads if the items don't
286  * exist on disk or aren't big enough to fill the desired length.  Supports
287  * reading into a provided buffer (dest) or into the page cache
288  *
289  * Returns number of bytes read or a negative error code on failure.
290  */
291 static int read_key_bytes(struct btrfs_inode *inode, u8 key_type, u64 offset,
292                           char *dest, u64 len, struct page *dest_page)
293 {
294         struct btrfs_path *path;
295         struct btrfs_root *root = inode->root;
296         struct extent_buffer *leaf;
297         struct btrfs_key key;
298         u64 item_end;
299         u64 copy_end;
300         int copied = 0;
301         u32 copy_offset;
302         unsigned long copy_bytes;
303         unsigned long dest_offset = 0;
304         void *data;
305         char *kaddr = dest;
306         int ret;
307
308         path = btrfs_alloc_path();
309         if (!path)
310                 return -ENOMEM;
311
312         if (dest_page)
313                 path->reada = READA_FORWARD;
314
315         key.objectid = btrfs_ino(inode);
316         key.type = key_type;
317         key.offset = offset;
318
319         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
320         if (ret < 0) {
321                 goto out;
322         } else if (ret > 0) {
323                 ret = 0;
324                 if (path->slots[0] == 0)
325                         goto out;
326                 path->slots[0]--;
327         }
328
329         while (len > 0) {
330                 leaf = path->nodes[0];
331                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
332
333                 if (key.objectid != btrfs_ino(inode) || key.type != key_type)
334                         break;
335
336                 item_end = btrfs_item_size_nr(leaf, path->slots[0]) + key.offset;
337
338                 if (copied > 0) {
339                         /*
340                          * Once we've copied something, we want all of the items
341                          * to be sequential
342                          */
343                         if (key.offset != offset)
344                                 break;
345                 } else {
346                         /*
347                          * Our initial offset might be in the middle of an
348                          * item.  Make sure it all makes sense.
349                          */
350                         if (key.offset > offset)
351                                 break;
352                         if (item_end <= offset)
353                                 break;
354                 }
355
356                 /* desc = NULL to just sum all the item lengths */
357                 if (!dest)
358                         copy_end = item_end;
359                 else
360                         copy_end = min(offset + len, item_end);
361
362                 /* Number of bytes in this item we want to copy */
363                 copy_bytes = copy_end - offset;
364
365                 /* Offset from the start of item for copying */
366                 copy_offset = offset - key.offset;
367
368                 if (dest) {
369                         if (dest_page)
370                                 kaddr = kmap_local_page(dest_page);
371
372                         data = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], void);
373                         read_extent_buffer(leaf, kaddr + dest_offset,
374                                            (unsigned long)data + copy_offset,
375                                            copy_bytes);
376
377                         if (dest_page)
378                                 kunmap_local(kaddr);
379                 }
380
381                 offset += copy_bytes;
382                 dest_offset += copy_bytes;
383                 len -= copy_bytes;
384                 copied += copy_bytes;
385
386                 path->slots[0]++;
387                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
388                         /*
389                          * We've reached the last slot in this leaf and we need
390                          * to go to the next leaf.
391                          */
392                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
393                         if (ret < 0) {
394                                 break;
395                         } else if (ret > 0) {
396                                 ret = 0;
397                                 break;
398                         }
399                 }
400         }
401 out:
402         btrfs_free_path(path);
403         if (!ret)
404                 ret = copied;
405         return ret;
406 }
407
408 /*
409  * Delete an fsverity orphan
410  *
411  * @trans:  transaction to do the delete in
412  * @inode:  inode to orphan
413  *
414  * Capture verity orphan specific logic that is repeated in the couple places
415  * we delete verity orphans. Specifically, handling ENOENT and ignoring inodes
416  * with 0 links.
417  *
418  * Returns zero on success or a negative error code on failure.
419  */
420 static int del_orphan(struct btrfs_trans_handle *trans, struct btrfs_inode *inode)
421 {
422         struct btrfs_root *root = inode->root;
423         int ret;
424
425         /*
426          * If the inode has no links, it is either already unlinked, or was
427          * created with O_TMPFILE. In either case, it should have an orphan from
428          * that other operation. Rather than reference count the orphans, we
429          * simply ignore them here, because we only invoke the verity path in
430          * the orphan logic when i_nlink is 1.
431          */
432         if (!inode->vfs_inode.i_nlink)
433                 return 0;
434
435         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root, btrfs_ino(inode));
436         if (ret == -ENOENT)
437                 ret = 0;
438         return ret;
439 }
440
441 /*
442  * Rollback in-progress verity if we encounter an error.
443  *
444  * @inode:  inode verity had an error for
445  *
446  * We try to handle recoverable errors while enabling verity by rolling it back
447  * and just failing the operation, rather than having an fs level error no
448  * matter what. However, any error in rollback is unrecoverable.
449  *
450  * Returns 0 on success, negative error code on failure.
451  */
452 static int rollback_verity(struct btrfs_inode *inode)
453 {
454         struct btrfs_trans_handle *trans;
455         struct btrfs_root *root = inode->root;
456         int ret;
457
458         ASSERT(inode_is_locked(&inode->vfs_inode));
459         truncate_inode_pages(inode->vfs_inode.i_mapping, inode->vfs_inode.i_size);
460         clear_bit(BTRFS_INODE_VERITY_IN_PROGRESS, &inode->runtime_flags);
461         ret = btrfs_drop_verity_items(inode);
462         if (ret) {
463                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret,
464                                 "failed to drop verity items in rollback %llu",
465                                 (u64)inode->vfs_inode.i_ino);
466                 goto out;
467         }
468
469         /*
470          * 1 for updating the inode flag
471          * 1 for deleting the orphan
472          */
473         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
474         if (IS_ERR(trans)) {
475                 ret = PTR_ERR(trans);
476                 btrfs_handle_fs_error(root->fs_info, ret,
477                         "failed to start transaction in verity rollback %llu",
478                         (u64)inode->vfs_inode.i_ino);
479                 goto out;
480         }
481         inode->ro_flags &= ~BTRFS_INODE_RO_VERITY;
482         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
483         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
484         if (ret) {
485                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
486                 goto out;
487         }
488         ret = del_orphan(trans, inode);
489         if (ret) {
490                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
491                 goto out;
492         }
493         btrfs_end_transaction(trans);
494 out:
495         return ret;
496 }
497
498 /*
499  * Finalize making the file a valid verity file
500  *
501  * @inode:      inode to be marked as verity
502  * @desc:       contents of the verity descriptor to write (not NULL)
503  * @desc_size:  size of the verity descriptor
504  *
505  * Do the actual work of finalizing verity after successfully writing the Merkle
506  * tree:
507  *
508  * - write out the descriptor items
509  * - mark the inode with the verity flag
510  * - delete the orphan item
511  * - mark the ro compat bit
512  * - clear the in progress bit
513  *
514  * Returns 0 on success, negative error code on failure.
515  */
516 static int finish_verity(struct btrfs_inode *inode, const void *desc,
517                          size_t desc_size)
518 {
519         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
520         struct btrfs_root *root = inode->root;
521         struct btrfs_verity_descriptor_item item;
522         int ret;
523
524         /* Write out the descriptor item */
525         memset(&item, 0, sizeof(item));
526         btrfs_set_stack_verity_descriptor_size(&item, desc_size);
527         ret = write_key_bytes(inode, BTRFS_VERITY_DESC_ITEM_KEY, 0,
528                               (const char *)&item, sizeof(item));
529         if (ret)
530                 goto out;
531
532         /* Write out the descriptor itself */
533         ret = write_key_bytes(inode, BTRFS_VERITY_DESC_ITEM_KEY, 1,
534                               desc, desc_size);
535         if (ret)
536                 goto out;
537
538         /*
539          * 1 for updating the inode flag
540          * 1 for deleting the orphan
541          */
542         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
543         if (IS_ERR(trans)) {
544                 ret = PTR_ERR(trans);
545                 goto out;
546         }
547         inode->ro_flags |= BTRFS_INODE_RO_VERITY;
548         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
549         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
550         if (ret)
551                 goto end_trans;
552         ret = del_orphan(trans, inode);
553         if (ret)
554                 goto end_trans;
555         clear_bit(BTRFS_INODE_VERITY_IN_PROGRESS, &inode->runtime_flags);
556         btrfs_set_fs_compat_ro(root->fs_info, VERITY);
557 end_trans:
558         btrfs_end_transaction(trans);
559 out:
560         return ret;
561
562 }
563
564 /*
565  * fsverity op that begins enabling verity.
566  *
567  * @filp:  file to enable verity on
568  *
569  * Begin enabling fsverity for the file. We drop any existing verity items, add
570  * an orphan and set the in progress bit.
571  *
572  * Returns 0 on success, negative error code on failure.
573  */
574 static int btrfs_begin_enable_verity(struct file *filp)
575 {
576         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(filp));
577         struct btrfs_root *root = inode->root;
578         struct btrfs_trans_handle *trans;
579         int ret;
580
581         ASSERT(inode_is_locked(file_inode(filp)));
582
583         if (test_bit(BTRFS_INODE_VERITY_IN_PROGRESS, &inode->runtime_flags))
584                 return -EBUSY;
585
586         /*
587          * This should almost never do anything, but theoretically, it's
588          * possible that we failed to enable verity on a file, then were
589          * interrupted or failed while rolling back, failed to cleanup the
590          * orphan, and finally attempt to enable verity again.
591          */
592         ret = btrfs_drop_verity_items(inode);
593         if (ret)
594                 return ret;
595
596         /* 1 for the orphan item */
597         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
598         if (IS_ERR(trans))
599                 return PTR_ERR(trans);
600
601         ret = btrfs_orphan_add(trans, inode);
602         if (!ret)
603                 set_bit(BTRFS_INODE_VERITY_IN_PROGRESS, &inode->runtime_flags);
604         btrfs_end_transaction(trans);
605
606         return 0;
607 }
608
609 /*
610  * fsverity op that ends enabling verity.
611  *
612  * @filp:              file we are finishing enabling verity on
613  * @desc:              verity descriptor to write out (NULL in error conditions)
614  * @desc_size:         size of the verity descriptor (variable with signatures)
615  * @merkle_tree_size:  size of the merkle tree in bytes
616  *
617  * If desc is null, then VFS is signaling an error occurred during verity
618  * enable, and we should try to rollback. Otherwise, attempt to finish verity.
619  *
620  * Returns 0 on success, negative error code on error.
621  */
622 static int btrfs_end_enable_verity(struct file *filp, const void *desc,
623                                    size_t desc_size, u64 merkle_tree_size)
624 {
625         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(filp));
626         int ret = 0;
627         int rollback_ret;
628
629         ASSERT(inode_is_locked(file_inode(filp)));
630
631         if (desc == NULL)
632                 goto rollback;
633
634         ret = finish_verity(inode, desc, desc_size);
635         if (ret)
636                 goto rollback;
637         return ret;
638
639 rollback:
640         rollback_ret = rollback_verity(inode);
641         if (rollback_ret)
642                 btrfs_err(inode->root->fs_info,
643                           "failed to rollback verity items: %d", rollback_ret);
644         return ret;
645 }
646
647 /*
648  * fsverity op that gets the struct fsverity_descriptor.
649  *
650  * @inode:     inode to get the descriptor of
651  * @buf:       output buffer for the descriptor contents
652  * @buf_size:  size of the output buffer. 0 to query the size
653  *
654  * fsverity does a two pass setup for reading the descriptor, in the first pass
655  * it calls with buf_size = 0 to query the size of the descriptor, and then in
656  * the second pass it actually reads the descriptor off disk.
657  *
658  * Returns the size on success or a negative error code on failure.
659  */
660 static int btrfs_get_verity_descriptor(struct inode *inode, void *buf,
661                                        size_t buf_size)
662 {
663         u64 true_size;
664         int ret = 0;
665         struct btrfs_verity_descriptor_item item;
666
667         memset(&item, 0, sizeof(item));
668         ret = read_key_bytes(BTRFS_I(inode), BTRFS_VERITY_DESC_ITEM_KEY, 0,
669                              (char *)&item, sizeof(item), NULL);
670         if (ret < 0)
671                 return ret;
672
673         if (item.reserved[0] != 0 || item.reserved[1] != 0)
674                 return -EUCLEAN;
675
676         true_size = btrfs_stack_verity_descriptor_size(&item);
677         if (true_size > INT_MAX)
678                 return -EUCLEAN;
679
680         if (buf_size == 0)
681                 return true_size;
682         if (buf_size < true_size)
683                 return -ERANGE;
684
685         ret = read_key_bytes(BTRFS_I(inode), BTRFS_VERITY_DESC_ITEM_KEY, 1,
686                              buf, buf_size, NULL);
687         if (ret < 0)
688                 return ret;
689         if (ret != true_size)
690                 return -EIO;
691
692         return true_size;
693 }
694
695 /*
696  * fsverity op that reads and caches a merkle tree page.
697  *
698  * @inode:         inode to read a merkle tree page for
699  * @index:         page index relative to the start of the merkle tree
700  * @num_ra_pages:  number of pages to readahead. Optional, we ignore it
701  *
702  * The Merkle tree is stored in the filesystem btree, but its pages are cached
703  * with a logical position past EOF in the inode's mapping.
704  *
705  * Returns the page we read, or an ERR_PTR on error.
706  */
707 static struct page *btrfs_read_merkle_tree_page(struct inode *inode,
708                                                 pgoff_t index,
709                                                 unsigned long num_ra_pages)
710 {
711         struct page *page;
712         u64 off = (u64)index << PAGE_SHIFT;
713         loff_t merkle_pos = merkle_file_pos(inode);
714         int ret;
715
716         if (merkle_pos < 0)
717                 return ERR_PTR(merkle_pos);
718         if (merkle_pos > inode->i_sb->s_maxbytes - off - PAGE_SIZE)
719                 return ERR_PTR(-EFBIG);
720         index += merkle_pos >> PAGE_SHIFT;
721 again:
722         page = find_get_page_flags(inode->i_mapping, index, FGP_ACCESSED);
723         if (page) {
724                 if (PageUptodate(page))
725                         return page;
726
727                 lock_page(page);
728                 /*
729                  * We only insert uptodate pages, so !Uptodate has to be
730                  * an error
731                  */
732                 if (!PageUptodate(page)) {
733                         unlock_page(page);
734                         put_page(page);
735                         return ERR_PTR(-EIO);
736                 }
737                 unlock_page(page);
738                 return page;
739         }
740
741         page = __page_cache_alloc(mapping_gfp_constraint(inode->i_mapping, ~__GFP_FS));
742         if (!page)
743                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
744
745         /*
746          * Merkle item keys are indexed from byte 0 in the merkle tree.
747          * They have the form:
748          *
749          * [ inode objectid, BTRFS_MERKLE_ITEM_KEY, offset in bytes ]
750          */
751         ret = read_key_bytes(BTRFS_I(inode), BTRFS_VERITY_MERKLE_ITEM_KEY, off,
752                              page_address(page), PAGE_SIZE, page);
753         if (ret < 0) {
754                 put_page(page);
755                 return ERR_PTR(ret);
756         }
757         if (ret < PAGE_SIZE)
758                 memzero_page(page, ret, PAGE_SIZE - ret);
759
760         SetPageUptodate(page);
761         ret = add_to_page_cache_lru(page, inode->i_mapping, index, GFP_NOFS);
762
763         if (!ret) {
764                 /* Inserted and ready for fsverity */
765                 unlock_page(page);
766         } else {
767                 put_page(page);
768                 /* Did someone race us into inserting this page? */
769                 if (ret == -EEXIST)
770                         goto again;
771                 page = ERR_PTR(ret);
772         }
773         return page;
774 }
775
776 /*
777  * fsverity op that writes a Merkle tree block into the btree.
778  *
779  * @inode:          inode to write a Merkle tree block for
780  * @buf:            Merkle tree data block to write
781  * @index:          index of the block in the Merkle tree
782  * @log_blocksize:  log base 2 of the Merkle tree block size
783  *
784  * Note that the block size could be different from the page size, so it is not
785  * safe to assume that index is a page index.
786  *
787  * Returns 0 on success or negative error code on failure
788  */
789 static int btrfs_write_merkle_tree_block(struct inode *inode, const void *buf,
790                                         u64 index, int log_blocksize)
791 {
792         u64 off = index << log_blocksize;
793         u64 len = 1ULL << log_blocksize;
794         loff_t merkle_pos = merkle_file_pos(inode);
795
796         if (merkle_pos < 0)
797                 return merkle_pos;
798         if (merkle_pos > inode->i_sb->s_maxbytes - off - len)
799                 return -EFBIG;
800
801         return write_key_bytes(BTRFS_I(inode), BTRFS_VERITY_MERKLE_ITEM_KEY,
802                                off, buf, len);
803 }
804
805 const struct fsverity_operations btrfs_verityops = {
806         .begin_enable_verity     = btrfs_begin_enable_verity,
807         .end_enable_verity       = btrfs_end_enable_verity,
808         .get_verity_descriptor   = btrfs_get_verity_descriptor,
809         .read_merkle_tree_page   = btrfs_read_merkle_tree_page,
810         .write_merkle_tree_block = btrfs_write_merkle_tree_block,
811 };