]> git.saurik.com Git - apple/xnu.git/blobdiff - bsd/vfs/vfs_cprotect.c
xnu-7195.101.1.tar.gz
[apple/xnu.git] / bsd / vfs / vfs_cprotect.c
index d286796231f7ac75ab77e44c92c9fcb2a7ed7504..8355c01273a12660926044b2d620838b7b4843d7 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2015 Apple Inc. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2015-2018 Apple Inc. All rights reserved.
  *
  * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_START@
  *
 #include <sys/content_protection.h>
 #include <libkern/crypto/sha1.h>
 #include <libkern/libkern.h>
+//for write protection
+#include <vm/vm_kern.h>
+#include <vm/vm_map.h>
 
-#define PTR_ADD(type, base, offset)            (type)((uintptr_t)(base) + (offset))
+#define PTR_ADD(type, base, offset)             (type)((uintptr_t)(base) + (offset))
 
 // -- struct cpx --
 
  * to read/write it.
  */
 
-// cpx_flags
-typedef uint32_t cpx_flags_t;
+// cpx_flags defined in cprotect.h
 enum {
-       CPX_SEP_WRAPPEDKEY                      = 0x01,
-       CPX_IV_AES_CTX_INITIALIZED      = 0x02,
-       CPX_USE_OFFSET_FOR_IV           = 0x04,
+       CPX_SEP_WRAPPEDKEY                      = 0x01,
+       CPX_IV_AES_CTX_INITIALIZED      = 0x02,
+       CPX_USE_OFFSET_FOR_IV           = 0x04,
 
        // Using AES IV context generated from key
-       CPX_IV_AES_CTX_VFS                      = 0x08,
+       CPX_IV_AES_CTX_VFS                      = 0x08,
        CPX_SYNTHETIC_OFFSET_FOR_IV = 0x10,
-    CPX_COMPOSITEKEY            = 0x20
+       CPX_COMPOSITEKEY            = 0x20,
+
+       //write page protection
+       CPX_WRITE_PROTECTABLE           = 0x40
 };
 
+/*
+ * variable-length CPX structure. See fixed-length variant in cprotect.h
+ */
 struct cpx {
 #if DEBUG
-       uint32_t                cpx_magic1;
+       uint32_t                cpx_magic1;
 #endif
-       aes_encrypt_ctx cpx_iv_aes_ctx;         // Context used for generating the IV
-       cpx_flags_t             cpx_flags;
-       uint16_t                cpx_max_key_len;
-       uint16_t                cpx_key_len;
-       uint8_t                 cpx_cached_key[];
+       aes_encrypt_ctx         *cpx_iv_aes_ctx_ptr;// Pointer to context used for generating the IV
+       cpx_flags_t             cpx_flags;
+       uint16_t                cpx_max_key_len;
+       uint16_t                cpx_key_len;
+       //fixed length up to here.  cpx_cached_key is variable-length
+       uint8_t                 cpx_cached_key[];
 };
 
+/* Allows us to switch between CPX types */
+typedef union cpxunion {
+       struct cpx cpx_var;
+       fcpx_t cpx_fixed;
+} cpxunion_t;
+
+ZONE_DECLARE(cpx_zone, "cpx",
+    sizeof(struct fcpx), ZC_ZFREE_CLEARMEM);
+ZONE_DECLARE(aes_ctz_zone, "AES ctx",
+    sizeof(aes_encrypt_ctx), ZC_ZFREE_CLEARMEM | ZC_NOENCRYPT);
+
+// Note: see struct fcpx defined in sys/cprotect.h
+
 // -- cpx_t accessors --
 
-size_t cpx_size(size_t key_size)
+size_t
+cpx_size(size_t key_len)
 {
-       size_t size = sizeof(struct cpx) + key_size;
-
-#if DEBUG
-       size += 4; // Extra for magic
-#endif
+       // This should pick up the 'magic' word in DEBUG for free.
+       size_t size = sizeof(struct cpx) + key_len;
 
        return size;
 }
 
-size_t cpx_sizex(const struct cpx *cpx)
+size_t
+cpx_sizex(const struct cpx *cpx)
 {
        return cpx_size(cpx->cpx_max_key_len);
 }
 
-cpx_t cpx_alloc(size_t key_len)
+cpx_t
+cpx_alloc(size_t key_len, bool needs_ctx)
 {
-       cpx_t cpx;
+       cpx_t cpx = NULL;
+
+#if CONFIG_KEYPAGE_WP
+       /*
+        * Macs only use 1 key per volume, so force it into its own page.
+        * This way, we can write-protect as needed.
+        */
+       size_t cpsize = cpx_size(key_len);
+
+       // silence warning for needs_ctx
+       (void) needs_ctx;
+
+       if (cpsize < PAGE_SIZE) {
+               /*
+                * Don't use MALLOC to allocate the page-sized structure.  Instead,
+                * use kmem_alloc to bypass KASAN since we are supplying our own
+                * unilateral write protection on this page. Note that kmem_alloc
+                * can block.
+                */
+               if (kmem_alloc(kernel_map, (vm_offset_t *)&cpx, PAGE_SIZE, VM_KERN_MEMORY_FILE)) {
+                       /*
+                        * returning NULL at this point (due to failed allocation) would just
+                        * result in a panic. fall back to attempting a normal MALLOC, and don't
+                        * let the cpx get marked PROTECTABLE.
+                        */
+                       MALLOC(cpx, cpx_t, cpx_size(key_len), M_TEMP, M_WAITOK);
+               } else {
+                       //mark the page as protectable, since kmem_alloc succeeded.
+                       cpx->cpx_flags |= CPX_WRITE_PROTECTABLE;
+               }
+       } else {
+               panic("cpx_size too large ! (%lu)", cpsize);
+       }
+#else
+       /* If key page write protection disabled, just switch to zalloc */
+
+       // error out if you try to request a key that's too big
+       if (key_len > VFS_CP_MAX_CACHEBUFLEN) {
+               return NULL;
+       }
 
-       MALLOC(cpx, cpx_t, cpx_size(key_len), M_TEMP, M_WAITOK);
+       // the actual key array is fixed-length, but the amount of usable content can vary, via 'key_len'
+       cpx = zalloc_flags(cpx_zone, Z_WAITOK | Z_ZERO);
 
+       // if our encryption type needs it, alloc the context
+       if (needs_ctx) {
+               cpx_alloc_ctx(cpx);
+       }
+
+#endif
        cpx_init(cpx, key_len);
 
        return cpx;
 }
 
+int
+cpx_alloc_ctx(cpx_t cpx)
+{
+#if CONFIG_KEYPAGE_WP
+       (void) cpx;
+#else
+       if (cpx->cpx_iv_aes_ctx_ptr) {
+               // already allocated?
+               return 0;
+       }
+
+       cpx->cpx_iv_aes_ctx_ptr = zalloc_flags(aes_ctz_zone, Z_WAITOK | Z_ZERO);
+#endif // CONFIG_KEYPAGE_WP
+
+       return 0;
+}
+
+void
+cpx_free_ctx(cpx_t cpx)
+{
+#if CONFIG_KEYPAGE_WP
+       (void) cpx;
+# else
+       if (cpx->cpx_iv_aes_ctx_ptr) {
+               zfree(aes_ctz_zone, cpx->cpx_iv_aes_ctx_ptr);
+       }
+#endif // CONFIG_KEYPAGE_WP
+}
+
+void
+cpx_writeprotect(cpx_t cpx)
+{
+#if CONFIG_KEYPAGE_WP
+       void *cpxstart = (void*)cpx;
+       void *cpxend = (void*)((uint8_t*)cpx + PAGE_SIZE);
+       if (cpx->cpx_flags & CPX_WRITE_PROTECTABLE) {
+               vm_map_protect(kernel_map, (vm_map_offset_t)cpxstart, (vm_map_offset_t)cpxend, (VM_PROT_READ), FALSE);
+       }
+#else
+       (void) cpx;
+#endif
+       return;
+}
+
 #if DEBUG
-static const uint32_t cpx_magic1 = 0x7b787063;         // cpx{
-static const uint32_t cpx_magic2 = 0x7870637d;         // }cpx
+static const uint32_t cpx_magic1 = 0x7b787063;          // cpx{
+static const uint32_t cpx_magic2 = 0x7870637d;          // }cpx
 #endif
 
-void cpx_free(cpx_t cpx)
+void
+cpx_free(cpx_t cpx)
 {
 #if DEBUG
        assert(cpx->cpx_magic1 == cpx_magic1);
        assert(*PTR_ADD(uint32_t *, cpx, cpx_sizex(cpx) - 4) == cpx_magic2);
 #endif
-       bzero(cpx->cpx_cached_key, cpx->cpx_max_key_len);
-       FREE(cpx, M_TEMP);
+
+#if CONFIG_KEYPAGE_WP
+       /* unprotect the page before bzeroing */
+       void *cpxstart = (void*)cpx;
+       void *cpxend = (void*)((uint8_t*)cpx + PAGE_SIZE);
+       if (cpx->cpx_flags & CPX_WRITE_PROTECTABLE) {
+               vm_map_protect(kernel_map, (vm_map_offset_t)cpxstart, (vm_map_offset_t)cpxend, (VM_PROT_DEFAULT), FALSE);
+
+               //now zero the memory after un-protecting it
+               bzero(cpx->cpx_cached_key, cpx->cpx_max_key_len);
+
+               //If we are here, then we used kmem_alloc to get the page. Must use kmem_free to drop it.
+               kmem_free(kernel_map, (vm_offset_t)cpx, PAGE_SIZE);
+               return;
+       }
+#else
+       // free the context if it wasn't already freed
+       cpx_free_ctx(cpx);
+       zfree(cpx_zone, cpx);
+       return;
+#endif
 }
 
-void cpx_init(cpx_t cpx, size_t key_len)
+void
+cpx_init(cpx_t cpx, size_t key_len)
 {
 #if DEBUG
        cpx->cpx_magic1 = cpx_magic1;
@@ -120,72 +253,88 @@ void cpx_init(cpx_t cpx, size_t key_len)
 #endif
        cpx->cpx_flags = 0;
        cpx->cpx_key_len = 0;
-       cpx->cpx_max_key_len = key_len;
+       assert(key_len <= UINT16_MAX);
+       cpx->cpx_max_key_len = (uint16_t)key_len;
 }
 
-bool cpx_is_sep_wrapped_key(const struct cpx *cpx)
+bool
+cpx_is_sep_wrapped_key(const struct cpx *cpx)
 {
        return ISSET(cpx->cpx_flags, CPX_SEP_WRAPPEDKEY);
 }
 
-void cpx_set_is_sep_wrapped_key(struct cpx *cpx, bool v)
+void
+cpx_set_is_sep_wrapped_key(struct cpx *cpx, bool v)
 {
-       if (v)
-       SET(cpx->cpx_flags, CPX_SEP_WRAPPEDKEY);
-       else
-       CLR(cpx->cpx_flags, CPX_SEP_WRAPPEDKEY);
+       if (v) {
+               SET(cpx->cpx_flags, CPX_SEP_WRAPPEDKEY);
+       } else {
+               CLR(cpx->cpx_flags, CPX_SEP_WRAPPEDKEY);
+       }
 }
 
-bool cpx_is_composite_key(const struct cpx *cpx)
+bool
+cpx_is_composite_key(const struct cpx *cpx)
 {
-    return ISSET(cpx->cpx_flags, CPX_COMPOSITEKEY);
+       return ISSET(cpx->cpx_flags, CPX_COMPOSITEKEY);
 }
 
-void cpx_set_is_composite_key(struct cpx *cpx, bool v)
+void
+cpx_set_is_composite_key(struct cpx *cpx, bool v)
 {
-    if (v)
-        SET(cpx->cpx_flags, CPX_COMPOSITEKEY);
-    else
-        CLR(cpx->cpx_flags, CPX_COMPOSITEKEY);
+       if (v) {
+               SET(cpx->cpx_flags, CPX_COMPOSITEKEY);
+       } else {
+               CLR(cpx->cpx_flags, CPX_COMPOSITEKEY);
+       }
 }
 
-bool cpx_use_offset_for_iv(const struct cpx *cpx)
+bool
+cpx_use_offset_for_iv(const struct cpx *cpx)
 {
        return ISSET(cpx->cpx_flags, CPX_USE_OFFSET_FOR_IV);
 }
 
-void cpx_set_use_offset_for_iv(struct cpx *cpx, bool v)
+void
+cpx_set_use_offset_for_iv(struct cpx *cpx, bool v)
 {
-       if (v)
-       SET(cpx->cpx_flags, CPX_USE_OFFSET_FOR_IV);
-       else
-       CLR(cpx->cpx_flags, CPX_USE_OFFSET_FOR_IV);
+       if (v) {
+               SET(cpx->cpx_flags, CPX_USE_OFFSET_FOR_IV);
+       } else {
+               CLR(cpx->cpx_flags, CPX_USE_OFFSET_FOR_IV);
+       }
 }
 
-bool cpx_synthetic_offset_for_iv(const struct cpx *cpx)
+bool
+cpx_synthetic_offset_for_iv(const struct cpx *cpx)
 {
        return ISSET(cpx->cpx_flags, CPX_SYNTHETIC_OFFSET_FOR_IV);
 }
 
-void cpx_set_synthetic_offset_for_iv(struct cpx *cpx, bool v)
+void
+cpx_set_synthetic_offset_for_iv(struct cpx *cpx, bool v)
 {
-       if (v)
-       SET(cpx->cpx_flags, CPX_SYNTHETIC_OFFSET_FOR_IV);
-       else
-       CLR(cpx->cpx_flags, CPX_SYNTHETIC_OFFSET_FOR_IV);
+       if (v) {
+               SET(cpx->cpx_flags, CPX_SYNTHETIC_OFFSET_FOR_IV);
+       } else {
+               CLR(cpx->cpx_flags, CPX_SYNTHETIC_OFFSET_FOR_IV);
+       }
 }
 
-uint16_t cpx_max_key_len(const struct cpx *cpx)
+uint16_t
+cpx_max_key_len(const struct cpx *cpx)
 {
        return cpx->cpx_max_key_len;
 }
 
-uint16_t cpx_key_len(const struct cpx *cpx)
+uint16_t
+cpx_key_len(const struct cpx *cpx)
 {
        return cpx->cpx_key_len;
 }
 
-void cpx_set_key_len(struct cpx *cpx, uint16_t key_len)
+void
+cpx_set_key_len(struct cpx *cpx, uint16_t key_len)
 {
        cpx->cpx_key_len = key_len;
 
@@ -200,30 +349,37 @@ void cpx_set_key_len(struct cpx *cpx, uint16_t key_len)
        }
 }
 
-bool cpx_has_key(const struct cpx *cpx)
+bool
+cpx_has_key(const struct cpx *cpx)
 {
        return cpx->cpx_key_len > 0;
 }
 
 #pragma clang diagnostic push
 #pragma clang diagnostic ignored "-Wcast-qual"
-void *cpx_key(const struct cpx *cpx)
+void *
+cpx_key(const struct cpx *cpx)
 {
        return (void *)cpx->cpx_cached_key;
 }
 #pragma clang diagnostic pop
 
-void cpx_set_aes_iv_key(struct cpx *cpx, void *iv_key)
+void
+cpx_set_aes_iv_key(struct cpx *cpx, void *iv_key)
 {
-       aes_encrypt_key128(iv_key, &cpx->cpx_iv_aes_ctx);
-       SET(cpx->cpx_flags, CPX_IV_AES_CTX_INITIALIZED | CPX_USE_OFFSET_FOR_IV);
-       CLR(cpx->cpx_flags, CPX_IV_AES_CTX_VFS);
+       if (cpx->cpx_iv_aes_ctx_ptr) {
+               aes_encrypt_key128(iv_key, cpx->cpx_iv_aes_ctx_ptr);
+               SET(cpx->cpx_flags, CPX_IV_AES_CTX_INITIALIZED | CPX_USE_OFFSET_FOR_IV);
+               CLR(cpx->cpx_flags, CPX_IV_AES_CTX_VFS);
+       }
 }
 
-aes_encrypt_ctx *cpx_iv_aes_ctx(struct cpx *cpx)
+aes_encrypt_ctx *
+cpx_iv_aes_ctx(struct cpx *cpx)
 {
-       if (ISSET(cpx->cpx_flags, CPX_IV_AES_CTX_INITIALIZED))
-       return &cpx->cpx_iv_aes_ctx;
+       if (ISSET(cpx->cpx_flags, CPX_IV_AES_CTX_INITIALIZED)) {
+               return cpx->cpx_iv_aes_ctx_ptr;
+       }
 
        SHA1_CTX sha1ctxt;
        uint8_t digest[SHA_DIGEST_LENGTH]; /* Kiv */
@@ -241,36 +397,42 @@ aes_encrypt_ctx *cpx_iv_aes_ctx(struct cpx *cpx)
        cpx_set_aes_iv_key(cpx, digest);
        SET(cpx->cpx_flags, CPX_IV_AES_CTX_VFS);
 
-       return &cpx->cpx_iv_aes_ctx;
+       return cpx->cpx_iv_aes_ctx_ptr;
 }
 
-void cpx_flush(cpx_t cpx)
+void
+cpx_flush(cpx_t cpx)
 {
        bzero(cpx->cpx_cached_key, cpx->cpx_max_key_len);
-       bzero(&cpx->cpx_iv_aes_ctx, sizeof(cpx->cpx_iv_aes_ctx));
+       if (cpx->cpx_iv_aes_ctx_ptr) {
+               bzero(cpx->cpx_iv_aes_ctx_ptr, sizeof(aes_encrypt_ctx));
+       }
        cpx->cpx_flags = 0;
        cpx->cpx_key_len = 0;
 }
 
-bool cpx_can_copy(const struct cpx *src, const struct cpx *dst)
+bool
+cpx_can_copy(const struct cpx *src, const struct cpx *dst)
 {
        return src->cpx_key_len <= dst->cpx_max_key_len;
 }
 
-void cpx_copy(const struct cpx *src, cpx_t dst)
+void
+cpx_copy(const struct cpx *src, cpx_t dst)
 {
        uint16_t key_len = cpx_key_len(src);
        cpx_set_key_len(dst, key_len);
        memcpy(cpx_key(dst), cpx_key(src), key_len);
        dst->cpx_flags = src->cpx_flags;
-       if (ISSET(dst->cpx_flags, CPX_IV_AES_CTX_INITIALIZED))
-       dst->cpx_iv_aes_ctx = src->cpx_iv_aes_ctx;
+       if (ISSET(dst->cpx_flags, CPX_IV_AES_CTX_INITIALIZED)) {
+               *(dst->cpx_iv_aes_ctx_ptr) = *(src->cpx_iv_aes_ctx_ptr); // deep copy
+       }
 }
 
 typedef struct {
        cp_lock_state_t state;
-       int             valid_uuid;
-       uuid_t          volume_uuid;
+       int             valid_uuid;
+       uuid_t          volume_uuid;
 } cp_lock_vfs_callback_arg;
 
 static int
@@ -278,19 +440,22 @@ cp_lock_vfs_callback(mount_t mp, void *arg)
 {
        cp_lock_vfs_callback_arg *callback_arg = (cp_lock_vfs_callback_arg *)arg;
 
-       if (callback_arg->valid_uuid)  {
+       if (callback_arg->valid_uuid) {
                struct vfs_attr va;
                VFSATTR_INIT(&va);
                VFSATTR_WANTED(&va, f_uuid);
 
-               if (vfs_getattr(mp, &va, vfs_context_current()))
+               if (vfs_getattr(mp, &va, vfs_context_current())) {
                        return 0;
+               }
 
-               if (!VFSATTR_IS_SUPPORTED(&va, f_uuid))
+               if (!VFSATTR_IS_SUPPORTED(&va, f_uuid)) {
                        return 0;
+               }
 
-               if(memcmp(va.f_uuid, callback_arg->volume_uuid, sizeof(uuid_t)))
+               if (memcmp(va.f_uuid, callback_arg->volume_uuid, sizeof(uuid_t))) {
                        return 0;
+               }
        }
 
        VFS_IOCTL(mp, FIODEVICELOCKED, (void *)(uintptr_t)callback_arg->state, 0, vfs_context_kernel());
@@ -303,14 +468,14 @@ cp_key_store_action(cp_key_store_action_t action)
        cp_lock_vfs_callback_arg callback_arg;
 
        switch (action) {
-               case CP_ACTION_LOCKED:
-               case CP_ACTION_UNLOCKED:
-                       callback_arg.state = (action == CP_ACTION_LOCKED ? CP_LOCKED_STATE : CP_UNLOCKED_STATE);
-                       memset(callback_arg.volume_uuid, 0, sizeof(uuid_t));
-                       callback_arg.valid_uuid = 0;
-                       return vfs_iterate(0, cp_lock_vfs_callback, (void *)&callback_arg);
-               default:
-                       return -1;
+       case CP_ACTION_LOCKED:
+       case CP_ACTION_UNLOCKED:
+               callback_arg.state = (action == CP_ACTION_LOCKED ? CP_LOCKED_STATE : CP_UNLOCKED_STATE);
+               memset(callback_arg.volume_uuid, 0, sizeof(uuid_t));
+               callback_arg.valid_uuid = 0;
+               return vfs_iterate(0, cp_lock_vfs_callback, (void *)&callback_arg);
+       default:
+               return -1;
        }
 }
 
@@ -320,14 +485,14 @@ cp_key_store_action_for_volume(uuid_t volume_uuid, cp_key_store_action_t action)
        cp_lock_vfs_callback_arg callback_arg;
 
        switch (action) {
-               case CP_ACTION_LOCKED:
-               case CP_ACTION_UNLOCKED:
-                       callback_arg.state = (action == CP_ACTION_LOCKED ? CP_LOCKED_STATE : CP_UNLOCKED_STATE);
-                       memcpy(callback_arg.volume_uuid, volume_uuid, sizeof(uuid_t));
-                       callback_arg.valid_uuid = 1;
-                       return vfs_iterate(0, cp_lock_vfs_callback, (void *)&callback_arg);
-               default:
-                       return -1;
+       case CP_ACTION_LOCKED:
+       case CP_ACTION_UNLOCKED:
+               callback_arg.state = (action == CP_ACTION_LOCKED ? CP_LOCKED_STATE : CP_UNLOCKED_STATE);
+               memcpy(callback_arg.volume_uuid, volume_uuid, sizeof(uuid_t));
+               callback_arg.valid_uuid = 1;
+               return vfs_iterate(0, cp_lock_vfs_callback, (void *)&callback_arg);
+       default:
+               return -1;
        }
 }
 
@@ -341,12 +506,11 @@ cp_is_valid_class(int isdir, int32_t protectionclass)
         */
        if (isdir) {
                /* Directories are not allowed to have F, but they can have "NONE" */
-               return ((protectionclass >= PROTECTION_CLASS_DIR_NONE) &&
-                               (protectionclass <= PROTECTION_CLASS_D));
-       }
-       else {
-               return ((protectionclass >= PROTECTION_CLASS_A) &&
-                               (protectionclass <= PROTECTION_CLASS_F));
+               return (protectionclass >= PROTECTION_CLASS_DIR_NONE) &&
+                      (protectionclass <= PROTECTION_CLASS_D);
+       } else {
+               return (protectionclass >= PROTECTION_CLASS_A) &&
+                      (protectionclass <= PROTECTION_CLASS_F);
        }
 }
 
@@ -366,12 +530,14 @@ parse_os_version(const char *vers)
                ++p;
        }
 
-       if (!a)
+       if (!a) {
                return 0;
+       }
 
        int b = *p++;
-       if (!b)
+       if (!b) {
                return 0;
+       }
 
        int c = 0;
        while (*p >= '0' && *p <= '9') {
@@ -379,8 +545,9 @@ parse_os_version(const char *vers)
                ++p;
        }
 
-       if (!c)
+       if (!c) {
                return 0;
+       }
 
        return (a & 0xff) << 24 | b << 16 | (c & 0xffff);
 }
@@ -390,11 +557,13 @@ cp_os_version(void)
 {
        static cp_key_os_version_t cp_os_version;
 
-       if (cp_os_version)
+       if (cp_os_version) {
                return cp_os_version;
+       }
 
-       if (!osversion[0])
+       if (!osversion[0]) {
                return 0;
+       }
 
        cp_os_version = parse_os_version(osversion);
        if (!cp_os_version) {