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 <kunit/test.h>
  11 #include <linux/atomic.h>
  12 #include <linux/bitops.h>
  13 #include <linux/bits.h>
  14 #include <linux/compiler_types.h>
  15 #include <linux/dcache.h>
  16 #include <linux/err.h>
  17 #include <linux/fs.h>
  18 #include <linux/init.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/limits.h>
  21 #include <linux/list.h>
  22 #include <linux/lsm_hooks.h>
  23 #include <linux/mount.h>
  24 #include <linux/namei.h>
  25 #include <linux/path.h>
  26 #include <linux/rcupdate.h>
  27 #include <linux/spinlock.h>
  28 #include <linux/stat.h>
  29 #include <linux/types.h>
  30 #include <linux/wait_bit.h>
  31 #include <linux/workqueue.h>
  32 #include <uapi/linux/landlock.h>
  33
  34 #include "common.h"
  35 #include "cred.h"
  36 #include "fs.h"
  37 #include "limits.h"
  38 #include "object.h"
  39 #include "ruleset.h"
  40 #include "setup.h"
  41
  42 /* Underlying object management */
  43
  44 static void release_inode(struct landlock_object *const object)
  45         __releases(object->lock)
  46 {
  47         struct inode *const inode = object->underobj;
  48         struct super_block *sb;
  49
  50         if (!inode) {
  51                 spin_unlock(&object->lock);
  52                 return;
  53         }
  54
  55         /*
  56          * Protects against concurrent use by hook_sb_delete() of the reference
  57          * to the underlying inode.
  58          */
  59         object->underobj = NULL;
  60         /*
  61          * Makes sure that if the filesystem is concurrently unmounted,
  62          * hook_sb_delete() will wait for us to finish iput().
  63          */
  64         sb = inode->i_sb;
  65         atomic_long_inc(&landlock_superblock(sb)->inode_refs);
  66         spin_unlock(&object->lock);
  67         /*
  68          * Because object->underobj was not NULL, hook_sb_delete() and
  69          * get_inode_object() guarantee that it is safe to reset
  70          * landlock_inode(inode)->object while it is not NULL.  It is therefore
  71          * not necessary to lock inode->i_lock.
  72          */
  73         rcu_assign_pointer(landlock_inode(inode)->object, NULL);
  74         /*
  75          * Now, new rules can safely be tied to @inode with get_inode_object().
  76          */
  77
  78         iput(inode);
  79         if (atomic_long_dec_and_test(&landlock_superblock(sb)->inode_refs))
  80                 wake_up_var(&landlock_superblock(sb)->inode_refs);
  81 }
  82
  83 static const struct landlock_object_underops landlock_fs_underops = {
  84         .release = release_inode
  85 };
  86
  87 /* Ruleset management */
  88
  89 static struct landlock_object *get_inode_object(struct inode *const inode)
  90 {
  91         struct landlock_object *object, *new_object;
  92         struct landlock_inode_security *inode_sec = landlock_inode(inode);
  93
  94         rcu_read_lock();
  95 retry:
  96         object = rcu_dereference(inode_sec->object);
  97         if (object) {
  98                 if (likely(refcount_inc_not_zero(&object->usage))) {
  99                         rcu_read_unlock();
 100                         return object;
 101                 }
 102                 /*
 103                  * We are racing with release_inode(), the object is going
 104                  * away.  Wait for release_inode(), then retry.
 105                  */
 106                 spin_lock(&object->lock);
 107                 spin_unlock(&object->lock);
 108                 goto retry;
 109         }
 110         rcu_read_unlock();
 111
 112         /*
 113          * If there is no object tied to @inode, then create a new one (without
 114          * holding any locks).
 115          */
 116         new_object = landlock_create_object(&landlock_fs_underops, inode);
 117         if (IS_ERR(new_object))
 118                 return new_object;
 119
 120         /*
 121          * Protects against concurrent calls to get_inode_object() or
 122          * hook_sb_delete().
 123          */
 124         spin_lock(&inode->i_lock);
 125         if (unlikely(rcu_access_pointer(inode_sec->object))) {
 126                 /* Someone else just created the object, bail out and retry. */
 127                 spin_unlock(&inode->i_lock);
 128                 kfree(new_object);
 129
 130                 rcu_read_lock();
 131                 goto retry;
 132         }
 133
 134         /*
 135          * @inode will be released by hook_sb_delete() on its superblock
 136          * shutdown, or by release_inode() when no more ruleset references the
 137          * related object.
 138          */
 139         ihold(inode);
 140         rcu_assign_pointer(inode_sec->object, new_object);
 141         spin_unlock(&inode->i_lock);
 142         return new_object;
 143 }
 144
 145 /* All access rights that can be tied to files. */
 146 /* clang-format off */
 147 #define ACCESS_FILE ( \
 148         LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE | \
 149         LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE | \
 150         LANDLOCK_ACCESS_FS_READ_FILE | \
 151         LANDLOCK_ACCESS_FS_TRUNCATE)
 152 /* clang-format on */
 153
 154 /*
 155  * @path: Should have been checked by get_path_from_fd().
 156  */
 157 int landlock_append_fs_rule(struct landlock_ruleset *const ruleset,
 158                             const struct path *const path,
 159                             access_mask_t access_rights)
 160 {
 161         int err;
 162         struct landlock_id id = {
 163                 .type = LANDLOCK_KEY_INODE,
 164         };
 165
 166         /* Files only get access rights that make sense. */
 167         if (!d_is_dir(path->dentry) &&
 168             (access_rights | ACCESS_FILE) != ACCESS_FILE)
 169                 return -EINVAL;
 170         if (WARN_ON_ONCE(ruleset->num_layers != 1))
 171                 return -EINVAL;
 172
 173         /* Transforms relative access rights to absolute ones. */
 174         access_rights |= LANDLOCK_MASK_ACCESS_FS &
 175                          ~landlock_get_fs_access_mask(ruleset, 0);
 176         id.key.object = get_inode_object(d_backing_inode(path->dentry));
 177         if (IS_ERR(id.key.object))
 178                 return PTR_ERR(id.key.object);
 179         mutex_lock(&ruleset->lock);
 180         err = landlock_insert_rule(ruleset, id, access_rights);
 181         mutex_unlock(&ruleset->lock);
 182         /*
 183          * No need to check for an error because landlock_insert_rule()
 184          * increments the refcount for the new object if needed.
 185          */
 186         landlock_put_object(id.key.object);
 187         return err;
 188 }
 189
 190 /* Access-control management */
 191
 192 /*
 193  * The lifetime of the returned rule is tied to @domain.
 194  *
 195  * Returns NULL if no rule is found or if @dentry is negative.
 196  */
 197 static const struct landlock_rule *
 198 find_rule(const struct landlock_ruleset *const domain,
 199           const struct dentry *const dentry)
 200 {
 201         const struct landlock_rule *rule;
 202         const struct inode *inode;
 203         struct landlock_id id = {
 204                 .type = LANDLOCK_KEY_INODE,
 205         };
 206
 207         /* Ignores nonexistent leafs. */
 208         if (d_is_negative(dentry))
 209                 return NULL;
 210
 211         inode = d_backing_inode(dentry);
 212         rcu_read_lock();
 213         id.key.object = rcu_dereference(landlock_inode(inode)->object);
 214         rule = landlock_find_rule(domain, id);
 215         rcu_read_unlock();
 216         return rule;
 217 }
 218
 219 /*
 220  * Allows access to pseudo filesystems that will never be mountable (e.g.
 221  * sockfs, pipefs), but can still be reachable through
 222  * /proc/<pid>/fd/<file-descriptor>
 223  */
 224 static bool is_nouser_or_private(const struct dentry *dentry)
 225 {
 226         return (dentry->d_sb->s_flags & SB_NOUSER) ||
 227                (d_is_positive(dentry) &&
 228                 unlikely(IS_PRIVATE(d_backing_inode(dentry))));
 229 }
 230
 231 static access_mask_t
 232 get_raw_handled_fs_accesses(const struct landlock_ruleset *const domain)
 233 {
 234         access_mask_t access_dom = 0;
 235         size_t layer_level;
 236
 237         for (layer_level = 0; layer_level < domain->num_layers; layer_level++)
 238                 access_dom |=
 239                         landlock_get_raw_fs_access_mask(domain, layer_level);
 240         return access_dom;
 241 }
 242
 243 static access_mask_t
 244 get_handled_fs_accesses(const struct landlock_ruleset *const domain)
 245 {
 246         /* Handles all initially denied by default access rights. */
 247         return get_raw_handled_fs_accesses(domain) |
 248                LANDLOCK_ACCESS_FS_INITIALLY_DENIED;
 249 }
 250
 251 static const struct landlock_ruleset *
 252 get_fs_domain(const struct landlock_ruleset *const domain)
 253 {
 254         if (!domain || !get_raw_handled_fs_accesses(domain))
 255                 return NULL;
 256
 257         return domain;
 258 }
 259
 260 static const struct landlock_ruleset *get_current_fs_domain(void)
 261 {
 262         return get_fs_domain(landlock_get_current_domain());
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Check that a destination file hierarchy has more restrictions than a source
 267  * file hierarchy.  This is only used for link and rename actions.
 268  *
 269  * @layer_masks_child2: Optional child masks.
 270  */
 271 static bool no_more_access(
 272         const layer_mask_t (*const layer_masks_parent1)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
 273         const layer_mask_t (*const layer_masks_child1)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
 274         const bool child1_is_directory,
 275         const layer_mask_t (*const layer_masks_parent2)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
 276         const layer_mask_t (*const layer_masks_child2)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
 277         const bool child2_is_directory)
 278 {
 279         unsigned long access_bit;
 280
 281         for (access_bit = 0; access_bit < ARRAY_SIZE(*layer_masks_parent2);
 282              access_bit++) {
 283                 /* Ignores accesses that only make sense for directories. */
 284                 const bool is_file_access =
 285                         !!(BIT_ULL(access_bit) & ACCESS_FILE);
 286
 287                 if (child1_is_directory || is_file_access) {
 288                         /*
 289                          * Checks if the destination restrictions are a
 290                          * superset of the source ones (i.e. inherited access
 291                          * rights without child exceptions):
 292                          * restrictions(parent2) >= restrictions(child1)
 293                          */
 294                         if ((((*layer_masks_parent1)[access_bit] &
 295                               (*layer_masks_child1)[access_bit]) |
 296                              (*layer_masks_parent2)[access_bit]) !=
 297                             (*layer_masks_parent2)[access_bit])
 298                                 return false;
 299                 }
 300
 301                 if (!layer_masks_child2)
 302                         continue;
 303                 if (child2_is_directory || is_file_access) {
 304                         /*
 305                          * Checks inverted restrictions for RENAME_EXCHANGE:
 306                          * restrictions(parent1) >= restrictions(child2)
 307                          */
 308                         if ((((*layer_masks_parent2)[access_bit] &
 309                               (*layer_masks_child2)[access_bit]) |
 310                              (*layer_masks_parent1)[access_bit]) !=
 311                             (*layer_masks_parent1)[access_bit])
 312                                 return false;
 313                 }
 314         }
 315         return true;
 316 }
 317
 318 #define NMA_TRUE(...) KUNIT_EXPECT_TRUE(test, no_more_access(__VA_ARGS__))
 319 #define NMA_FALSE(...) KUNIT_EXPECT_FALSE(test, no_more_access(__VA_ARGS__))
 320
 321 #ifdef CONFIG_SECURITY_LANDLOCK_KUNIT_TEST
 322
 323 static void test_no_more_access(struct kunit *const test)
 324 {
 325         const layer_mask_t rx0[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {
 326                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE)] = BIT_ULL(0),
 327                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_READ_FILE)] = BIT_ULL(0),
 328         };
 329         const layer_mask_t mx0[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {
 330                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE)] = BIT_ULL(0),
 331                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_REG)] = BIT_ULL(0),
 332         };
 333         const layer_mask_t x0[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {
 334                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE)] = BIT_ULL(0),
 335         };
 336         const layer_mask_t x1[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {
 337                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE)] = BIT_ULL(1),
 338         };
 339         const layer_mask_t x01[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {
 340                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE)] = BIT_ULL(0) |
 341                                                           BIT_ULL(1),
 342         };
 343         const layer_mask_t allows_all[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {};
 344
 345         /* Checks without restriction. */
 346         NMA_TRUE(&x0, &allows_all, false, &allows_all, NULL, false);
 347         NMA_TRUE(&allows_all, &x0, false, &allows_all, NULL, false);
 348         NMA_FALSE(&x0, &x0, false, &allows_all, NULL, false);
 349
 350         /*
 351          * Checks that we can only refer a file if no more access could be
 352          * inherited.
 353          */
 354         NMA_TRUE(&x0, &x0, false, &rx0, NULL, false);
 355         NMA_TRUE(&rx0, &rx0, false, &rx0, NULL, false);
 356         NMA_FALSE(&rx0, &rx0, false, &x0, NULL, false);
 357         NMA_FALSE(&rx0, &rx0, false, &x1, NULL, false);
 358
 359         /* Checks allowed referring with different nested domains. */
 360         NMA_TRUE(&x0, &x1, false, &x0, NULL, false);
 361         NMA_TRUE(&x1, &x0, false, &x0, NULL, false);
 362         NMA_TRUE(&x0, &x01, false, &x0, NULL, false);
 363         NMA_TRUE(&x0, &x01, false, &rx0, NULL, false);
 364         NMA_TRUE(&x01, &x0, false, &x0, NULL, false);
 365         NMA_TRUE(&x01, &x0, false, &rx0, NULL, false);
 366         NMA_FALSE(&x01, &x01, false, &x0, NULL, false);
 367
 368         /* Checks that file access rights are also enforced for a directory. */
 369         NMA_FALSE(&rx0, &rx0, true, &x0, NULL, false);
 370
 371         /* Checks that directory access rights don't impact file referring... */
 372         NMA_TRUE(&mx0, &mx0, false, &x0, NULL, false);
 373         /* ...but only directory referring. */
 374         NMA_FALSE(&mx0, &mx0, true, &x0, NULL, false);
 375
 376         /* Checks directory exchange. */
 377         NMA_TRUE(&mx0, &mx0, true, &mx0, &mx0, true);
 378         NMA_TRUE(&mx0, &mx0, true, &mx0, &x0, true);
 379         NMA_FALSE(&mx0, &mx0, true, &x0, &mx0, true);
 380         NMA_FALSE(&mx0, &mx0, true, &x0, &x0, true);
 381         NMA_FALSE(&mx0, &mx0, true, &x1, &x1, true);
 382
 383         /* Checks file exchange with directory access rights... */
 384         NMA_TRUE(&mx0, &mx0, false, &mx0, &mx0, false);
 385         NMA_TRUE(&mx0, &mx0, false, &mx0, &x0, false);
 386         NMA_TRUE(&mx0, &mx0, false, &x0, &mx0, false);
 387         NMA_TRUE(&mx0, &mx0, false, &x0, &x0, false);
 388         /* ...and with file access rights. */
 389         NMA_TRUE(&rx0, &rx0, false, &rx0, &rx0, false);
 390         NMA_TRUE(&rx0, &rx0, false, &rx0, &x0, false);
 391         NMA_FALSE(&rx0, &rx0, false, &x0, &rx0, false);
 392         NMA_FALSE(&rx0, &rx0, false, &x0, &x0, false);
 393         NMA_FALSE(&rx0, &rx0, false, &x1, &x1, false);
 394
 395         /*
 396          * Allowing the following requests should not be a security risk
 397          * because domain 0 denies execute access, and domain 1 is always
 398          * nested with domain 0.  However, adding an exception for this case
 399          * would mean to check all nested domains to make sure none can get
 400          * more privileges (e.g. processes only sandboxed by domain 0).
 401          * Moreover, this behavior (i.e. composition of N domains) could then
 402          * be inconsistent compared to domain 1's ruleset alone (e.g. it might
 403          * be denied to link/rename with domain 1's ruleset, whereas it would
 404          * be allowed if nested on top of domain 0).  Another drawback would be
 405          * to create a cover channel that could enable sandboxed processes to
 406          * infer most of the filesystem restrictions from their domain.  To
 407          * make it simple, efficient, safe, and more consistent, this case is
 408          * always denied.
 409          */
 410         NMA_FALSE(&x1, &x1, false, &x0, NULL, false);
 411         NMA_FALSE(&x1, &x1, false, &rx0, NULL, false);
 412         NMA_FALSE(&x1, &x1, true, &x0, NULL, false);
 413         NMA_FALSE(&x1, &x1, true, &rx0, NULL, false);
 414
 415         /* Checks the same case of exclusive domains with a file... */
 416         NMA_TRUE(&x1, &x1, false, &x01, NULL, false);
 417         NMA_FALSE(&x1, &x1, false, &x01, &x0, false);
 418         NMA_FALSE(&x1, &x1, false, &x01, &x01, false);
 419         NMA_FALSE(&x1, &x1, false, &x0, &x0, false);
 420         /* ...and with a directory. */
 421         NMA_FALSE(&x1, &x1, false, &x0, &x0, true);
 422         NMA_FALSE(&x1, &x1, true, &x0, &x0, false);
 423         NMA_FALSE(&x1, &x1, true, &x0, &x0, true);
 424 }
 425
 426 #endif /* CONFIG_SECURITY_LANDLOCK_KUNIT_TEST */
 427
 428 #undef NMA_TRUE
 429 #undef NMA_FALSE
 430
 431 /*
 432  * Removes @layer_masks accesses that are not requested.
 433  *
 434  * Returns true if the request is allowed, false otherwise.
 435  */
 436 static bool
 437 scope_to_request(const access_mask_t access_request,
 438                  layer_mask_t (*const layer_masks)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS])
 439 {
 440         const unsigned long access_req = access_request;
 441         unsigned long access_bit;
 442
 443         if (WARN_ON_ONCE(!layer_masks))
 444                 return true;
 445
 446         for_each_clear_bit(access_bit, &access_req, ARRAY_SIZE(*layer_masks))
 447                 (*layer_masks)[access_bit] = 0;
 448         return !memchr_inv(layer_masks, 0, sizeof(*layer_masks));
 449 }
 450
 451 #ifdef CONFIG_SECURITY_LANDLOCK_KUNIT_TEST
 452
 453 static void test_scope_to_request_with_exec_none(struct kunit *const test)
 454 {
 455         /* Allows everything. */
 456         layer_mask_t layer_masks[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {};
 457
 458         /* Checks and scopes with execute. */
 459         KUNIT_EXPECT_TRUE(test, scope_to_request(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE,
 460                                                  &layer_masks));
 461         KUNIT_EXPECT_EQ(test, 0,
 462                         layer_masks[BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE)]);
 463         KUNIT_EXPECT_EQ(test, 0,
 464                         layer_masks[BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE)]);
 465 }
 466
 467 static void test_scope_to_request_with_exec_some(struct kunit *const test)
 468 {
 469         /* Denies execute and write. */
 470         layer_mask_t layer_masks[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {
 471                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE)] = BIT_ULL(0),
 472                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE)] = BIT_ULL(1),
 473         };
 474
 475         /* Checks and scopes with execute. */
 476         KUNIT_EXPECT_FALSE(test, scope_to_request(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE,
 477                                                   &layer_masks));
 478         KUNIT_EXPECT_EQ(test, BIT_ULL(0),
 479                         layer_masks[BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE)]);
 480         KUNIT_EXPECT_EQ(test, 0,
 481                         layer_masks[BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE)]);
 482 }
 483
 484 static void test_scope_to_request_without_access(struct kunit *const test)
 485 {
 486         /* Denies execute and write. */
 487         layer_mask_t layer_masks[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {
 488                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE)] = BIT_ULL(0),
 489                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE)] = BIT_ULL(1),
 490         };
 491
 492         /* Checks and scopes without access request. */
 493         KUNIT_EXPECT_TRUE(test, scope_to_request(0, &layer_masks));
 494         KUNIT_EXPECT_EQ(test, 0,
 495                         layer_masks[BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE)]);
 496         KUNIT_EXPECT_EQ(test, 0,
 497                         layer_masks[BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE)]);
 498 }
 499
 500 #endif /* CONFIG_SECURITY_LANDLOCK_KUNIT_TEST */
 501
 502 /*
 503  * Returns true if there is at least one access right different than
 504  * LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER.
 505  */
 506 static bool
 507 is_eacces(const layer_mask_t (*const layer_masks)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
 508           const access_mask_t access_request)
 509 {
 510         unsigned long access_bit;
 511         /* LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER alone must return -EXDEV. */
 512         const unsigned long access_check = access_request &
 513                                            ~LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER;
 514
 515         if (!layer_masks)
 516                 return false;
 517
 518         for_each_set_bit(access_bit, &access_check, ARRAY_SIZE(*layer_masks)) {
 519                 if ((*layer_masks)[access_bit])
 520                         return true;
 521         }
 522         return false;
 523 }
 524
 525 #define IE_TRUE(...) KUNIT_EXPECT_TRUE(test, is_eacces(__VA_ARGS__))
 526 #define IE_FALSE(...) KUNIT_EXPECT_FALSE(test, is_eacces(__VA_ARGS__))
 527
 528 #ifdef CONFIG_SECURITY_LANDLOCK_KUNIT_TEST
 529
 530 static void test_is_eacces_with_none(struct kunit *const test)
 531 {
 532         const layer_mask_t layer_masks[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {};
 533
 534         IE_FALSE(&layer_masks, 0);
 535         IE_FALSE(&layer_masks, LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER);
 536         IE_FALSE(&layer_masks, LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE);
 537         IE_FALSE(&layer_masks, LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE);
 538 }
 539
 540 static void test_is_eacces_with_refer(struct kunit *const test)
 541 {
 542         const layer_mask_t layer_masks[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {
 543                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER)] = BIT_ULL(0),
 544         };
 545
 546         IE_FALSE(&layer_masks, 0);
 547         IE_FALSE(&layer_masks, LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER);
 548         IE_FALSE(&layer_masks, LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE);
 549         IE_FALSE(&layer_masks, LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE);
 550 }
 551
 552 static void test_is_eacces_with_write(struct kunit *const test)
 553 {
 554         const layer_mask_t layer_masks[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {
 555                 [BIT_INDEX(LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE)] = BIT_ULL(0),
 556         };
 557
 558         IE_FALSE(&layer_masks, 0);
 559         IE_FALSE(&layer_masks, LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER);
 560         IE_FALSE(&layer_masks, LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE);
 561
 562         IE_TRUE(&layer_masks, LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE);
 563 }
 564
 565 #endif /* CONFIG_SECURITY_LANDLOCK_KUNIT_TEST */
 566
 567 #undef IE_TRUE
 568 #undef IE_FALSE
 569
 570 /**
 571  * is_access_to_paths_allowed - Check accesses for requests with a common path
 572  *
 573  * @domain: Domain to check against.
 574  * @path: File hierarchy to walk through.
 575  * @access_request_parent1: Accesses to check, once @layer_masks_parent1 is
 576  *     equal to @layer_masks_parent2 (if any).  This is tied to the unique
 577  *     requested path for most actions, or the source in case of a refer action
 578  *     (i.e. rename or link), or the source and destination in case of
 579  *     RENAME_EXCHANGE.
 580  * @layer_masks_parent1: Pointer to a matrix of layer masks per access
 581  *     masks, identifying the layers that forbid a specific access.  Bits from
 582  *     this matrix can be unset according to the @path walk.  An empty matrix
 583  *     means that @domain allows all possible Landlock accesses (i.e. not only
 584  *     those identified by @access_request_parent1).  This matrix can
 585  *     initially refer to domain layer masks and, when the accesses for the
 586  *     destination and source are the same, to requested layer masks.
 587  * @dentry_child1: Dentry to the initial child of the parent1 path.  This
 588  *     pointer must be NULL for non-refer actions (i.e. not link nor rename).
 589  * @access_request_parent2: Similar to @access_request_parent1 but for a
 590  *     request involving a source and a destination.  This refers to the
 591  *     destination, except in case of RENAME_EXCHANGE where it also refers to
 592  *     the source.  Must be set to 0 when using a simple path request.
 593  * @layer_masks_parent2: Similar to @layer_masks_parent1 but for a refer
 594  *     action.  This must be NULL otherwise.
 595  * @dentry_child2: Dentry to the initial child of the parent2 path.  This
 596  *     pointer is only set for RENAME_EXCHANGE actions and must be NULL
 597  *     otherwise.
 598  *
 599  * This helper first checks that the destination has a superset of restrictions
 600  * compared to the source (if any) for a common path.  Because of
 601  * RENAME_EXCHANGE actions, source and destinations may be swapped.  It then
 602  * checks that the collected accesses and the remaining ones are enough to
 603  * allow the request.
 604  *
 605  * Returns:
 606  * - true if the access request is granted;
 607  * - false otherwise.
 608  */
 609 static bool is_access_to_paths_allowed(
 610         const struct landlock_ruleset *const domain,
 611         const struct path *const path,
 612         const access_mask_t access_request_parent1,
 613         layer_mask_t (*const layer_masks_parent1)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
 614         const struct dentry *const dentry_child1,
 615         const access_mask_t access_request_parent2,
 616         layer_mask_t (*const layer_masks_parent2)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
 617         const struct dentry *const dentry_child2)
 618 {
 619         bool allowed_parent1 = false, allowed_parent2 = false, is_dom_check,
 620              child1_is_directory = true, child2_is_directory = true;
 621         struct path walker_path;
 622         access_mask_t access_masked_parent1, access_masked_parent2;
 623         layer_mask_t _layer_masks_child1[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS],
 624                 _layer_masks_child2[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS];
 625         layer_mask_t(*layer_masks_child1)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = NULL,
 626         (*layer_masks_child2)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = NULL;
 627
 628         if (!access_request_parent1 && !access_request_parent2)
 629                 return true;
 630         if (WARN_ON_ONCE(!domain || !path))
 631                 return true;
 632         if (is_nouser_or_private(path->dentry))
 633                 return true;
 634         if (WARN_ON_ONCE(domain->num_layers < 1 || !layer_masks_parent1))
 635                 return false;
 636
 637         if (unlikely(layer_masks_parent2)) {
 638                 if (WARN_ON_ONCE(!dentry_child1))
 639                         return false;
 640                 /*
 641                  * For a double request, first check for potential privilege
 642                  * escalation by looking at domain handled accesses (which are
 643                  * a superset of the meaningful requested accesses).
 644                  */
 645                 access_masked_parent1 = access_masked_parent2 =
 646                         get_handled_fs_accesses(domain);
 647                 is_dom_check = true;
 648         } else {
 649                 if (WARN_ON_ONCE(dentry_child1 || dentry_child2))
 650                         return false;
 651                 /* For a simple request, only check for requested accesses. */
 652                 access_masked_parent1 = access_request_parent1;
 653                 access_masked_parent2 = access_request_parent2;
 654                 is_dom_check = false;
 655         }
 656
 657         if (unlikely(dentry_child1)) {
 658                 landlock_unmask_layers(
 659                         find_rule(domain, dentry_child1),
 660                         landlock_init_layer_masks(
 661                                 domain, LANDLOCK_MASK_ACCESS_FS,
 662                                 &_layer_masks_child1, LANDLOCK_KEY_INODE),
 663                         &_layer_masks_child1, ARRAY_SIZE(_layer_masks_child1));
 664                 layer_masks_child1 = &_layer_masks_child1;
 665                 child1_is_directory = d_is_dir(dentry_child1);
 666         }
 667         if (unlikely(dentry_child2)) {
 668                 landlock_unmask_layers(
 669                         find_rule(domain, dentry_child2),
 670                         landlock_init_layer_masks(
 671                                 domain, LANDLOCK_MASK_ACCESS_FS,
 672                                 &_layer_masks_child2, LANDLOCK_KEY_INODE),
 673                         &_layer_masks_child2, ARRAY_SIZE(_layer_masks_child2));
 674                 layer_masks_child2 = &_layer_masks_child2;
 675                 child2_is_directory = d_is_dir(dentry_child2);
 676         }
 677
 678         walker_path = *path;
 679         path_get(&walker_path);
 680         /*
 681          * We need to walk through all the hierarchy to not miss any relevant
 682          * restriction.
 683          */
 684         while (true) {
 685                 struct dentry *parent_dentry;
 686                 const struct landlock_rule *rule;
 687
 688                 /*
 689                  * If at least all accesses allowed on the destination are
 690                  * already allowed on the source, respectively if there is at
 691                  * least as much as restrictions on the destination than on the
 692                  * source, then we can safely refer files from the source to
 693                  * the destination without risking a privilege escalation.
 694                  * This also applies in the case of RENAME_EXCHANGE, which
 695                  * implies checks on both direction.  This is crucial for
 696                  * standalone multilayered security policies.  Furthermore,
 697                  * this helps avoid policy writers to shoot themselves in the
 698                  * foot.
 699                  */
 700                 if (unlikely(is_dom_check &&
 701                              no_more_access(
 702                                      layer_masks_parent1, layer_masks_child1,
 703                                      child1_is_directory, layer_masks_parent2,
 704                                      layer_masks_child2,
 705                                      child2_is_directory))) {
 706                         allowed_parent1 = scope_to_request(
 707                                 access_request_parent1, layer_masks_parent1);
 708                         allowed_parent2 = scope_to_request(
 709                                 access_request_parent2, layer_masks_parent2);
 710
 711                         /* Stops when all accesses are granted. */
 712                         if (allowed_parent1 && allowed_parent2)
 713                                 break;
 714
 715                         /*
 716                          * Now, downgrades the remaining checks from domain
 717                          * handled accesses to requested accesses.
 718                          */
 719                         is_dom_check = false;
 720                         access_masked_parent1 = access_request_parent1;
 721                         access_masked_parent2 = access_request_parent2;
 722                 }
 723
 724                 rule = find_rule(domain, walker_path.dentry);
 725                 allowed_parent1 = landlock_unmask_layers(
 726                         rule, access_masked_parent1, layer_masks_parent1,
 727                         ARRAY_SIZE(*layer_masks_parent1));
 728                 allowed_parent2 = landlock_unmask_layers(
 729                         rule, access_masked_parent2, layer_masks_parent2,
 730                         ARRAY_SIZE(*layer_masks_parent2));
 731
 732                 /* Stops when a rule from each layer grants access. */
 733                 if (allowed_parent1 && allowed_parent2)
 734                         break;
 735 jump_up:
 736                 if (walker_path.dentry == walker_path.mnt->mnt_root) {
 737                         if (follow_up(&walker_path)) {
 738                                 /* Ignores hidden mount points. */
 739                                 goto jump_up;
 740                         } else {
 741                                 /*
 742                                  * Stops at the real root.  Denies access
 743                                  * because not all layers have granted access.
 744                                  */
 745                                 break;
 746                         }
 747                 }
 748                 if (unlikely(IS_ROOT(walker_path.dentry))) {
 749                         /*
 750                          * Stops at disconnected root directories.  Only allows
 751                          * access to internal filesystems (e.g. nsfs, which is
 752                          * reachable through /proc/<pid>/ns/<namespace>).
 753                          */
 754                         allowed_parent1 = allowed_parent2 =
 755                                 !!(walker_path.mnt->mnt_flags & MNT_INTERNAL);
 756                         break;
 757                 }
 758                 parent_dentry = dget_parent(walker_path.dentry);
 759                 dput(walker_path.dentry);
 760                 walker_path.dentry = parent_dentry;
 761         }
 762         path_put(&walker_path);
 763
 764         return allowed_parent1 && allowed_parent2;
 765 }
 766
 767 static int check_access_path(const struct landlock_ruleset *const domain,
 768                              const struct path *const path,
 769                              access_mask_t access_request)
 770 {
 771         layer_mask_t layer_masks[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {};
 772
 773         access_request = landlock_init_layer_masks(
 774                 domain, access_request, &layer_masks, LANDLOCK_KEY_INODE);
 775         if (is_access_to_paths_allowed(domain, path, access_request,
 776                                        &layer_masks, NULL, 0, NULL, NULL))
 777                 return 0;
 778         return -EACCES;
 779 }
 780
 781 static int current_check_access_path(const struct path *const path,
 782                                      const access_mask_t access_request)
 783 {
 784         const struct landlock_ruleset *const dom = get_current_fs_domain();
 785
 786         if (!dom)
 787                 return 0;
 788         return check_access_path(dom, path, access_request);
 789 }
 790
 791 static access_mask_t get_mode_access(const umode_t mode)
 792 {
 793         switch (mode & S_IFMT) {
 794         case S_IFLNK:
 795                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_SYM;
 796         case 0:
 797                 /* A zero mode translates to S_IFREG. */
 798         case S_IFREG:
 799                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_REG;
 800         case S_IFDIR:
 801                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_DIR;
 802         case S_IFCHR:
 803                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_CHAR;
 804         case S_IFBLK:
 805                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_BLOCK;
 806         case S_IFIFO:
 807                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_FIFO;
 808         case S_IFSOCK:
 809                 return LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_SOCK;
 810         default:
 811                 WARN_ON_ONCE(1);
 812                 return 0;
 813         }
 814 }
 815
 816 static access_mask_t maybe_remove(const struct dentry *const dentry)
 817 {
 818         if (d_is_negative(dentry))
 819                 return 0;
 820         return d_is_dir(dentry) ? LANDLOCK_ACCESS_FS_REMOVE_DIR :
 821                                   LANDLOCK_ACCESS_FS_REMOVE_FILE;
 822 }
 823
 824 /**
 825  * collect_domain_accesses - Walk through a file path and collect accesses
 826  *
 827  * @domain: Domain to check against.
 828  * @mnt_root: Last directory to check.
 829  * @dir: Directory to start the walk from.
 830  * @layer_masks_dom: Where to store the collected accesses.
 831  *
 832  * This helper is useful to begin a path walk from the @dir directory to a
 833  * @mnt_root directory used as a mount point.  This mount point is the common
 834  * ancestor between the source and the destination of a renamed and linked
 835  * file.  While walking from @dir to @mnt_root, we record all the domain's
 836  * allowed accesses in @layer_masks_dom.
 837  *
 838  * This is similar to is_access_to_paths_allowed() but much simpler because it
 839  * only handles walking on the same mount point and only checks one set of
 840  * accesses.
 841  *
 842  * Returns:
 843  * - true if all the domain access rights are allowed for @dir;
 844  * - false if the walk reached @mnt_root.
 845  */
 846 static bool collect_domain_accesses(
 847         const struct landlock_ruleset *const domain,
 848         const struct dentry *const mnt_root, struct dentry *dir,
 849         layer_mask_t (*const layer_masks_dom)[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS])
 850 {
 851         unsigned long access_dom;
 852         bool ret = false;
 853
 854         if (WARN_ON_ONCE(!domain || !mnt_root || !dir || !layer_masks_dom))
 855                 return true;
 856         if (is_nouser_or_private(dir))
 857                 return true;
 858
 859         access_dom = landlock_init_layer_masks(domain, LANDLOCK_MASK_ACCESS_FS,
 860                                                layer_masks_dom,
 861                                                LANDLOCK_KEY_INODE);
 862
 863         dget(dir);
 864         while (true) {
 865                 struct dentry *parent_dentry;
 866
 867                 /* Gets all layers allowing all domain accesses. */
 868                 if (landlock_unmask_layers(find_rule(domain, dir), access_dom,
 869                                            layer_masks_dom,
 870                                            ARRAY_SIZE(*layer_masks_dom))) {
 871                         /*
 872                          * Stops when all handled accesses are allowed by at
 873                          * least one rule in each layer.
 874                          */
 875                         ret = true;
 876                         break;
 877                 }
 878
 879                 /* We should not reach a root other than @mnt_root. */
 880                 if (dir == mnt_root || WARN_ON_ONCE(IS_ROOT(dir)))
 881                         break;
 882
 883                 parent_dentry = dget_parent(dir);
 884                 dput(dir);
 885                 dir = parent_dentry;
 886         }
 887         dput(dir);
 888         return ret;
 889 }
 890
 891 /**
 892  * current_check_refer_path - Check if a rename or link action is allowed
 893  *
 894  * @old_dentry: File or directory requested to be moved or linked.
 895  * @new_dir: Destination parent directory.
 896  * @new_dentry: Destination file or directory.
 897  * @removable: Sets to true if it is a rename operation.
 898  * @exchange: Sets to true if it is a rename operation with RENAME_EXCHANGE.
 899  *
 900  * Because of its unprivileged constraints, Landlock relies on file hierarchies
 901  * (and not only inodes) to tie access rights to files.  Being able to link or
 902  * rename a file hierarchy brings some challenges.  Indeed, moving or linking a
 903  * file (i.e. creating a new reference to an inode) can have an impact on the
 904  * actions allowed for a set of files if it would change its parent directory
 905  * (i.e. reparenting).
 906  *
 907  * To avoid trivial access right bypasses, Landlock first checks if the file or
 908  * directory requested to be moved would gain new access rights inherited from
 909  * its new hierarchy.  Before returning any error, Landlock then checks that
 910  * the parent source hierarchy and the destination hierarchy would allow the
 911  * link or rename action.  If it is not the case, an error with EACCES is
 912  * returned to inform user space that there is no way to remove or create the
 913  * requested source file type.  If it should be allowed but the new inherited
 914  * access rights would be greater than the source access rights, then the
 915  * kernel returns an error with EXDEV.  Prioritizing EACCES over EXDEV enables
 916  * user space to abort the whole operation if there is no way to do it, or to
 917  * manually copy the source to the destination if this remains allowed, e.g.
 918  * because file creation is allowed on the destination directory but not direct
 919  * linking.
 920  *
 921  * To achieve this goal, the kernel needs to compare two file hierarchies: the
 922  * one identifying the source file or directory (including itself), and the
 923  * destination one.  This can be seen as a multilayer partial ordering problem.
 924  * The kernel walks through these paths and collects in a matrix the access
 925  * rights that are denied per layer.  These matrices are then compared to see
 926  * if the destination one has more (or the same) restrictions as the source
 927  * one.  If this is the case, the requested action will not return EXDEV, which
 928  * doesn't mean the action is allowed.  The parent hierarchy of the source
 929  * (i.e. parent directory), and the destination hierarchy must also be checked
 930  * to verify that they explicitly allow such action (i.e.  referencing,
 931  * creation and potentially removal rights).  The kernel implementation is then
 932  * required to rely on potentially four matrices of access rights: one for the
 933  * source file or directory (i.e. the child), a potentially other one for the
 934  * other source/destination (in case of RENAME_EXCHANGE), one for the source
 935  * parent hierarchy and a last one for the destination hierarchy.  These
 936  * ephemeral matrices take some space on the stack, which limits the number of
 937  * layers to a deemed reasonable number: 16.
 938  *
 939  * Returns:
 940  * - 0 if access is allowed;
 941  * - -EXDEV if @old_dentry would inherit new access rights from @new_dir;
 942  * - -EACCES if file removal or creation is denied.
 943  */
 944 static int current_check_refer_path(struct dentry *const old_dentry,
 945                                     const struct path *const new_dir,
 946                                     struct dentry *const new_dentry,
 947                                     const bool removable, const bool exchange)
 948 {
 949         const struct landlock_ruleset *const dom = get_current_fs_domain();
 950         bool allow_parent1, allow_parent2;
 951         access_mask_t access_request_parent1, access_request_parent2;
 952         struct path mnt_dir;
 953         layer_mask_t layer_masks_parent1[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {},
 954                      layer_masks_parent2[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {};
 955
 956         if (!dom)
 957                 return 0;
 958         if (WARN_ON_ONCE(dom->num_layers < 1))
 959                 return -EACCES;
 960         if (unlikely(d_is_negative(old_dentry)))
 961                 return -ENOENT;
 962         if (exchange) {
 963                 if (unlikely(d_is_negative(new_dentry)))
 964                         return -ENOENT;
 965                 access_request_parent1 =
 966                         get_mode_access(d_backing_inode(new_dentry)->i_mode);
 967         } else {
 968                 access_request_parent1 = 0;
 969         }
 970         access_request_parent2 =
 971                 get_mode_access(d_backing_inode(old_dentry)->i_mode);
 972         if (removable) {
 973                 access_request_parent1 |= maybe_remove(old_dentry);
 974                 access_request_parent2 |= maybe_remove(new_dentry);
 975         }
 976
 977         /* The mount points are the same for old and new paths, cf. EXDEV. */
 978         if (old_dentry->d_parent == new_dir->dentry) {
 979                 /*
 980                  * The LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER access right is not required
 981                  * for same-directory referer (i.e. no reparenting).
 982                  */
 983                 access_request_parent1 = landlock_init_layer_masks(
 984                         dom, access_request_parent1 | access_request_parent2,
 985                         &layer_masks_parent1, LANDLOCK_KEY_INODE);
 986                 if (is_access_to_paths_allowed(
 987                             dom, new_dir, access_request_parent1,
 988                             &layer_masks_parent1, NULL, 0, NULL, NULL))
 989                         return 0;
 990                 return -EACCES;
 991         }
 992
 993         access_request_parent1 |= LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER;
 994         access_request_parent2 |= LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER;
 995
 996         /* Saves the common mount point. */
 997         mnt_dir.mnt = new_dir->mnt;
 998         mnt_dir.dentry = new_dir->mnt->mnt_root;
 999
1000         /* new_dir->dentry is equal to new_dentry->d_parent */
1001         allow_parent1 = collect_domain_accesses(dom, mnt_dir.dentry,
1002                                                 old_dentry->d_parent,
1003                                                 &layer_masks_parent1);
1004         allow_parent2 = collect_domain_accesses(
1005                 dom, mnt_dir.dentry, new_dir->dentry, &layer_masks_parent2);
1006
1007         if (allow_parent1 && allow_parent2)
1008                 return 0;
1009
1010         /*
1011          * To be able to compare source and destination domain access rights,
1012          * take into account the @old_dentry access rights aggregated with its
1013          * parent access rights.  This will be useful to compare with the
1014          * destination parent access rights.
1015          */
1016         if (is_access_to_paths_allowed(
1017                     dom, &mnt_dir, access_request_parent1, &layer_masks_parent1,
1018                     old_dentry, access_request_parent2, &layer_masks_parent2,
1019                     exchange ? new_dentry : NULL))
1020                 return 0;
1021
1022         /*
1023          * This prioritizes EACCES over EXDEV for all actions, including
1024          * renames with RENAME_EXCHANGE.
1025          */
1026         if (likely(is_eacces(&layer_masks_parent1, access_request_parent1) ||
1027                    is_eacces(&layer_masks_parent2, access_request_parent2)))
1028                 return -EACCES;
1029
1030         /*
1031          * Gracefully forbids reparenting if the destination directory
1032          * hierarchy is not a superset of restrictions of the source directory
1033          * hierarchy, or if LANDLOCK_ACCESS_FS_REFER is not allowed by the
1034          * source or the destination.
1035          */
1036         return -EXDEV;
1037 }
1038
1039 /* Inode hooks */
1040
1041 static void hook_inode_free_security(struct inode *const inode)
1042 {
1043         /*
1044          * All inodes must already have been untied from their object by
1045          * release_inode() or hook_sb_delete().
1046          */
1047         WARN_ON_ONCE(landlock_inode(inode)->object);
1048 }
1049
1050 /* Super-block hooks */
1051
1052 /*
1053  * Release the inodes used in a security policy.
1054  *
1055  * Cf. fsnotify_unmount_inodes() and invalidate_inodes()
1056  */
1057 static void hook_sb_delete(struct super_block *const sb)
1058 {
1059         struct inode *inode, *prev_inode = NULL;
1060
1061         if (!landlock_initialized)
1062                 return;
1063
1064         spin_lock(&sb->s_inode_list_lock);
1065         list_for_each_entry(inode, &sb->s_inodes, i_sb_list) {
1066                 struct landlock_object *object;
1067
1068                 /* Only handles referenced inodes. */
1069                 if (!atomic_read(&inode->i_count))
1070                         continue;
1071
1072                 /*
1073                  * Protects against concurrent modification of inode (e.g.
1074                  * from get_inode_object()).
1075                  */
1076                 spin_lock(&inode->i_lock);
1077                 /*
1078                  * Checks I_FREEING and I_WILL_FREE  to protect against a race
1079                  * condition when release_inode() just called iput(), which
1080                  * could lead to a NULL dereference of inode->security or a
1081                  * second call to iput() for the same Landlock object.  Also
1082                  * checks I_NEW because such inode cannot be tied to an object.
1083                  */
1084                 if (inode->i_state & (I_FREEING | I_WILL_FREE | I_NEW)) {
1085                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1086                         continue;
1087                 }
1088
1089                 rcu_read_lock();
1090                 object = rcu_dereference(landlock_inode(inode)->object);
1091                 if (!object) {
1092                         rcu_read_unlock();
1093                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1094                         continue;
1095                 }
1096                 /* Keeps a reference to this inode until the next loop walk. */
1097                 __iget(inode);
1098                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1099
1100                 /*
1101                  * If there is no concurrent release_inode() ongoing, then we
1102                  * are in charge of calling iput() on this inode, otherwise we
1103                  * will just wait for it to finish.
1104                  */
1105                 spin_lock(&object->lock);
1106                 if (object->underobj == inode) {
1107                         object->underobj = NULL;
1108                         spin_unlock(&object->lock);
1109                         rcu_read_unlock();
1110
1111                         /*
1112                          * Because object->underobj was not NULL,
1113                          * release_inode() and get_inode_object() guarantee
1114                          * that it is safe to reset
1115                          * landlock_inode(inode)->object while it is not NULL.
1116                          * It is therefore not necessary to lock inode->i_lock.
1117                          */
1118                         rcu_assign_pointer(landlock_inode(inode)->object, NULL);
1119                         /*
1120                          * At this point, we own the ihold() reference that was
1121                          * originally set up by get_inode_object() and the
1122                          * __iget() reference that we just set in this loop
1123                          * walk.  Therefore the following call to iput() will
1124                          * not sleep nor drop the inode because there is now at
1125                          * least two references to it.
1126                          */
1127                         iput(inode);
1128                 } else {
1129                         spin_unlock(&object->lock);
1130                         rcu_read_unlock();
1131                 }
1132
1133                 if (prev_inode) {
1134                         /*
1135                          * At this point, we still own the __iget() reference
1136                          * that we just set in this loop walk.  Therefore we
1137                          * can drop the list lock and know that the inode won't
1138                          * disappear from under us until the next loop walk.
1139                          */
1140                         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
1141                         /*
1142                          * We can now actually put the inode reference from the
1143                          * previous loop walk, which is not needed anymore.
1144                          */
1145                         iput(prev_inode);
1146                         cond_resched();
1147                         spin_lock(&sb->s_inode_list_lock);
1148                 }
1149                 prev_inode = inode;
1150         }
1151         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
1152
1153         /* Puts the inode reference from the last loop walk, if any. */
1154         if (prev_inode)
1155                 iput(prev_inode);
1156         /* Waits for pending iput() in release_inode(). */
1157         wait_var_event(&landlock_superblock(sb)->inode_refs,
1158                        !atomic_long_read(&landlock_superblock(sb)->inode_refs));
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Because a Landlock security policy is defined according to the filesystem
1163  * topology (i.e. the mount namespace), changing it may grant access to files
1164  * not previously allowed.
1165  *
1166  * To make it simple, deny any filesystem topology modification by landlocked
1167  * processes.  Non-landlocked processes may still change the namespace of a
1168  * landlocked process, but this kind of threat must be handled by a system-wide
1169  * access-control security policy.
1170  *
1171  * This could be lifted in the future if Landlock can safely handle mount
1172  * namespace updates requested by a landlocked process.  Indeed, we could
1173  * update the current domain (which is currently read-only) by taking into
1174  * account the accesses of the source and the destination of a new mount point.
1175  * However, it would also require to make all the child domains dynamically
1176  * inherit these new constraints.  Anyway, for backward compatibility reasons,
1177  * a dedicated user space option would be required (e.g. as a ruleset flag).
1178  */
1179 static int hook_sb_mount(const char *const dev_name,
1180                          const struct path *const path, const char *const type,
1181                          const unsigned long flags, void *const data)
1182 {
1183         if (!get_current_fs_domain())
1184                 return 0;
1185         return -EPERM;
1186 }
1187
1188 static int hook_move_mount(const struct path *const from_path,
1189                            const struct path *const to_path)
1190 {
1191         if (!get_current_fs_domain())
1192                 return 0;
1193         return -EPERM;
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Removing a mount point may reveal a previously hidden file hierarchy, which
1198  * may then grant access to files, which may have previously been forbidden.
1199  */
1200 static int hook_sb_umount(struct vfsmount *const mnt, const int flags)
1201 {
1202         if (!get_current_fs_domain())
1203                 return 0;
1204         return -EPERM;
1205 }
1206
1207 static int hook_sb_remount(struct super_block *const sb, void *const mnt_opts)
1208 {
1209         if (!get_current_fs_domain())
1210                 return 0;
1211         return -EPERM;
1212 }
1213
1214 /*
1215  * pivot_root(2), like mount(2), changes the current mount namespace.  It must
1216  * then be forbidden for a landlocked process.
1217  *
1218  * However, chroot(2) may be allowed because it only changes the relative root
1219  * directory of the current process.  Moreover, it can be used to restrict the
1220  * view of the filesystem.
1221  */
1222 static int hook_sb_pivotroot(const struct path *const old_path,
1223                              const struct path *const new_path)
1224 {
1225         if (!get_current_fs_domain())
1226                 return 0;
1227         return -EPERM;
1228 }
1229
1230 /* Path hooks */
1231
1232 static int hook_path_link(struct dentry *const old_dentry,
1233                           const struct path *const new_dir,
1234                           struct dentry *const new_dentry)
1235 {
1236         return current_check_refer_path(old_dentry, new_dir, new_dentry, false,
1237                                         false);
1238 }
1239
1240 static int hook_path_rename(const struct path *const old_dir,
1241                             struct dentry *const old_dentry,
1242                             const struct path *const new_dir,
1243                             struct dentry *const new_dentry,
1244                             const unsigned int flags)
1245 {
1246         /* old_dir refers to old_dentry->d_parent and new_dir->mnt */
1247         return current_check_refer_path(old_dentry, new_dir, new_dentry, true,
1248                                         !!(flags & RENAME_EXCHANGE));
1249 }
1250
1251 static int hook_path_mkdir(const struct path *const dir,
1252                            struct dentry *const dentry, const umode_t mode)
1253 {
1254         return current_check_access_path(dir, LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_DIR);
1255 }
1256
1257 static int hook_path_mknod(const struct path *const dir,
1258                            struct dentry *const dentry, const umode_t mode,
1259                            const unsigned int dev)
1260 {
1261         const struct landlock_ruleset *const dom = get_current_fs_domain();
1262
1263         if (!dom)
1264                 return 0;
1265         return check_access_path(dom, dir, get_mode_access(mode));
1266 }
1267
1268 static int hook_path_symlink(const struct path *const dir,
1269                              struct dentry *const dentry,
1270                              const char *const old_name)
1271 {
1272         return current_check_access_path(dir, LANDLOCK_ACCESS_FS_MAKE_SYM);
1273 }
1274
1275 static int hook_path_unlink(const struct path *const dir,
1276                             struct dentry *const dentry)
1277 {
1278         return current_check_access_path(dir, LANDLOCK_ACCESS_FS_REMOVE_FILE);
1279 }
1280
1281 static int hook_path_rmdir(const struct path *const dir,
1282                            struct dentry *const dentry)
1283 {
1284         return current_check_access_path(dir, LANDLOCK_ACCESS_FS_REMOVE_DIR);
1285 }
1286
1287 static int hook_path_truncate(const struct path *const path)
1288 {
1289         return current_check_access_path(path, LANDLOCK_ACCESS_FS_TRUNCATE);
1290 }
1291
1292 /* File hooks */
1293
1294 /**
1295  * get_required_file_open_access - Get access needed to open a file
1296  *
1297  * @file: File being opened.
1298  *
1299  * Returns the access rights that are required for opening the given file,
1300  * depending on the file type and open mode.
1301  */
1302 static access_mask_t
1303 get_required_file_open_access(const struct file *const file)
1304 {
1305         access_mask_t access = 0;
1306
1307         if (file->f_mode & FMODE_READ) {
1308                 /* A directory can only be opened in read mode. */
1309                 if (S_ISDIR(file_inode(file)->i_mode))
1310                         return LANDLOCK_ACCESS_FS_READ_DIR;
1311                 access = LANDLOCK_ACCESS_FS_READ_FILE;
1312         }
1313         if (file->f_mode & FMODE_WRITE)
1314                 access |= LANDLOCK_ACCESS_FS_WRITE_FILE;
1315         /* __FMODE_EXEC is indeed part of f_flags, not f_mode. */
1316         if (file->f_flags & __FMODE_EXEC)
1317                 access |= LANDLOCK_ACCESS_FS_EXECUTE;
1318         return access;
1319 }
1320
1321 static int hook_file_alloc_security(struct file *const file)
1322 {
1323         /*
1324          * Grants all access rights, even if most of them are not checked later
1325          * on. It is more consistent.
1326          *
1327          * Notably, file descriptors for regular files can also be acquired
1328          * without going through the file_open hook, for example when using
1329          * memfd_create(2).
1330          */
1331         landlock_file(file)->allowed_access = LANDLOCK_MASK_ACCESS_FS;
1332         return 0;
1333 }
1334
1335 static int hook_file_open(struct file *const file)
1336 {
1337         layer_mask_t layer_masks[LANDLOCK_NUM_ACCESS_FS] = {};
1338         access_mask_t open_access_request, full_access_request, allowed_access;
1339         const access_mask_t optional_access = LANDLOCK_ACCESS_FS_TRUNCATE;
1340         const struct landlock_ruleset *const dom =
1341                 get_fs_domain(landlock_cred(file->f_cred)->domain);
1342
1343         if (!dom)
1344                 return 0;
1345
1346         /*
1347          * Because a file may be opened with O_PATH, get_required_file_open_access()
1348          * may return 0.  This case will be handled with a future Landlock
1349          * evolution.
1350          */
1351         open_access_request = get_required_file_open_access(file);
1352
1353         /*
1354          * We look up more access than what we immediately need for open(), so
1355          * that we can later authorize operations on opened files.
1356          */
1357         full_access_request = open_access_request | optional_access;
1358
1359         if (is_access_to_paths_allowed(
1360                     dom, &file->f_path,
1361                     landlock_init_layer_masks(dom, full_access_request,
1362                                               &layer_masks, LANDLOCK_KEY_INODE),
1363                     &layer_masks, NULL, 0, NULL, NULL)) {
1364                 allowed_access = full_access_request;
1365         } else {
1366                 unsigned long access_bit;
1367                 const unsigned long access_req = full_access_request;
1368
1369                 /*
1370                  * Calculate the actual allowed access rights from layer_masks.
1371                  * Add each access right to allowed_access which has not been
1372                  * vetoed by any layer.
1373                  */
1374                 allowed_access = 0;
1375                 for_each_set_bit(access_bit, &access_req,
1376                                  ARRAY_SIZE(layer_masks)) {
1377                         if (!layer_masks[access_bit])
1378                                 allowed_access |= BIT_ULL(access_bit);
1379                 }
1380         }
1381
1382         /*
1383          * For operations on already opened files (i.e. ftruncate()), it is the
1384          * access rights at the time of open() which decide whether the
1385          * operation is permitted. Therefore, we record the relevant subset of
1386          * file access rights in the opened struct file.
1387          */
1388         landlock_file(file)->allowed_access = allowed_access;
1389
1390         if ((open_access_request & allowed_access) == open_access_request)
1391                 return 0;
1392
1393         return -EACCES;
1394 }
1395
1396 static int hook_file_truncate(struct file *const file)
1397 {
1398         /*
1399          * Allows truncation if the truncate right was available at the time of
1400          * opening the file, to get a consistent access check as for read, write
1401          * and execute operations.
1402          *
1403          * Note: For checks done based on the file's Landlock allowed access, we
1404          * enforce them independently of whether the current thread is in a
1405          * Landlock domain, so that open files passed between independent
1406          * processes retain their behaviour.
1407          */
1408         if (landlock_file(file)->allowed_access & LANDLOCK_ACCESS_FS_TRUNCATE)
1409                 return 0;
1410         return -EACCES;
1411 }
1412
1413 static struct security_hook_list landlock_hooks[] __ro_after_init = {
1414         LSM_HOOK_INIT(inode_free_security, hook_inode_free_security),
1415
1416         LSM_HOOK_INIT(sb_delete, hook_sb_delete),
1417         LSM_HOOK_INIT(sb_mount, hook_sb_mount),
1418         LSM_HOOK_INIT(move_mount, hook_move_mount),
1419         LSM_HOOK_INIT(sb_umount, hook_sb_umount),
1420         LSM_HOOK_INIT(sb_remount, hook_sb_remount),
1421         LSM_HOOK_INIT(sb_pivotroot, hook_sb_pivotroot),
1422
1423         LSM_HOOK_INIT(path_link, hook_path_link),
1424         LSM_HOOK_INIT(path_rename, hook_path_rename),
1425         LSM_HOOK_INIT(path_mkdir, hook_path_mkdir),
1426         LSM_HOOK_INIT(path_mknod, hook_path_mknod),
1427         LSM_HOOK_INIT(path_symlink, hook_path_symlink),
1428         LSM_HOOK_INIT(path_unlink, hook_path_unlink),
1429         LSM_HOOK_INIT(path_rmdir, hook_path_rmdir),
1430         LSM_HOOK_INIT(path_truncate, hook_path_truncate),
1431
1432         LSM_HOOK_INIT(file_alloc_security, hook_file_alloc_security),
1433         LSM_HOOK_INIT(file_open, hook_file_open),
1434         LSM_HOOK_INIT(file_truncate, hook_file_truncate),
1435 };
1436
1437 __init void landlock_add_fs_hooks(void)
1438 {
1439         security_add_hooks(landlock_hooks, ARRAY_SIZE(landlock_hooks),
1440                            &landlock_lsmid);
1441 }
1442
1443 #ifdef CONFIG_SECURITY_LANDLOCK_KUNIT_TEST
1444
1445 /* clang-format off */
1446 static struct kunit_case test_cases[] = {
1447         KUNIT_CASE(test_no_more_access),
1448         KUNIT_CASE(test_scope_to_request_with_exec_none),
1449         KUNIT_CASE(test_scope_to_request_with_exec_some),
1450         KUNIT_CASE(test_scope_to_request_without_access),
1451         KUNIT_CASE(test_is_eacces_with_none),
1452         KUNIT_CASE(test_is_eacces_with_refer),
1453         KUNIT_CASE(test_is_eacces_with_write),
1454         {}
1455 };
1456 /* clang-format on */
1457
1458 static struct kunit_suite test_suite = {
1459         .name = "landlock_fs",
1460         .test_cases = test_cases,
1461 };
1462
1463 kunit_test_suite(test_suite);
1464
1465 #endif /* CONFIG_SECURITY_LANDLOCK_KUNIT_TEST */