src/cryptsetup_reencrypt.c

   1 /*
   2  * cryptsetup-reencrypt - crypt utility for offline re-encryption
   3  *
   4  * Copyright (C) 2012 Milan Broz All rights reserved.
   5  * Copyright (C) 2012, Red Hat, Inc. All rights reserved.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  * version 2 as published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  19  */
  20
  21 #define PACKAGE_REENC "crypt_reencrypt"
  22
  23 #define _LARGEFILE64_SOURCE
  24 #define _FILE_OFFSET_BITS 64
  25 #define SECTOR_SIZE 512
  26
  27 #include <string.h>
  28 #include <stdio.h>
  29 #include <stdlib.h>
  30 #include <stdint.h>
  31 #include <stdarg.h>
  32 #include <inttypes.h>
  33 #include <errno.h>
  34 #include <unistd.h>
  35 #include <sys/stat.h>
  36 #include <sys/ioctl.h>
  37 #include <sys/time.h>
  38 #include <linux/fs.h>
  39 #include <arpa/inet.h>
  40 #include <fcntl.h>
  41 #include <signal.h>
  42 #include <popt.h>
  43
  44 #include "cryptsetup.h"
  45
  46 static int opt_verbose = 0;
  47 static int opt_debug = 0;
  48 static const char *opt_cipher = NULL;
  49 static const char *opt_hash = NULL;
  50 static const char *opt_key_file = NULL;
  51 static long opt_keyfile_size = 0;
  52 static long opt_keyfile_offset = 0;
  53 static int opt_iteration_time = 1000;
  54 static int opt_batch_mode = 0;
  55 static int opt_version_mode = 0;
  56 static int opt_random = 0;
  57 static int opt_urandom = 0;
  58 static int opt_bsize = 4;
  59 static int opt_reduce_device_size = 0;
  60 static int opt_directio = 0;
  61 static int opt_fsync = 0;
  62 static int opt_write_log = 0;
  63 static int opt_tries = 3;
  64 static int opt_key_slot = CRYPT_ANY_SLOT;
  65 static int opt_key_size = 0;
  66
  67 static const char **action_argv;
  68
  69 static volatile int quit = 0;
  70
  71 #define MAX_SLOT 8
  72 struct reenc_ctx {
  73         char *device;
  74         char *device_uuid;
  75         uint64_t device_size;
  76         uint64_t device_offset;
  77         uint64_t device_shift;
  78
  79         int in_progress:1;
  80         enum { FORWARD = 0, BACKWARD = 1 } reencrypt_direction;
  81
  82         char header_file_org[PATH_MAX];
  83         char header_file_new[PATH_MAX];
  84         char log_file[PATH_MAX];
  85
  86         char crypt_path_org[PATH_MAX];
  87         char crypt_path_new[PATH_MAX];
  88         int log_fd;
  89         char *log_buf;
  90
  91         struct {
  92                 char *password;
  93                 size_t passwordLen;
  94         } p[MAX_SLOT];
  95         int keyslot;
  96
  97         struct timeval start_time, end_time;
  98         uint64_t restart_bytes;
  99 };
 100
 101 char MAGIC[]   = {'L','U','K','S', 0xba, 0xbe};
 102 char NOMAGIC[] = {'L','U','K','S', 0xde, 0xad};
 103 int  MAGIC_L = 6;
 104
 105 typedef enum {
 106         MAKE_UNUSABLE,
 107         MAKE_USABLE,
 108         CHECK_UNUSABLE,
 109         CHECK_OPEN,
 110 } header_magic;
 111
 112 __attribute__((format(printf, 5, 6)))
 113 static void clogger(struct crypt_device *cd, int level, const char *file,
 114                    int line, const char *format, ...)
 115 {
 116         va_list argp;
 117         char *target = NULL;
 118
 119         va_start(argp, format);
 120
 121         if (vasprintf(&target, format, argp) > 0) {
 122                 if (level >= 0) {
 123                         crypt_log(cd, level, target);
 124                 } else if (opt_debug)
 125                         printf("# %s\n", target);
 126         }
 127
 128         va_end(argp);
 129         free(target);
 130 }
 131
 132 static void _log(int level, const char *msg, void *usrptr __attribute__((unused)))
 133 {
 134         switch(level) {
 135
 136         case CRYPT_LOG_NORMAL:
 137                 fputs(msg, stdout);
 138                 break;
 139         case CRYPT_LOG_VERBOSE:
 140                 if (opt_verbose)
 141                         fputs(msg, stdout);
 142                 break;
 143         case CRYPT_LOG_ERROR:
 144                 fputs(msg, stderr);
 145                 break;
 146         case CRYPT_LOG_DEBUG:
 147                 if (opt_debug)
 148                         printf("# %s\n", msg);
 149                 break;
 150         default:
 151                 fprintf(stderr, "Internal error on logging class for msg: %s", msg);
 152                 break;
 153         }
 154 }
 155
 156 static void _quiet_log(int level, const char *msg, void *usrptr)
 157 {
 158         if (!opt_debug)
 159                 return;
 160         _log(level, msg, usrptr);
 161 }
 162
 163 static void int_handler(int sig __attribute__((__unused__)))
 164 {
 165         quit++;
 166 }
 167
 168 static void set_int_block(int block)
 169 {
 170         sigset_t signals_open;
 171
 172         sigemptyset(&signals_open);
 173         sigaddset(&signals_open, SIGINT);
 174         sigaddset(&signals_open, SIGTERM);
 175         sigprocmask(block ? SIG_SETMASK : SIG_UNBLOCK, &signals_open, NULL);
 176 }
 177
 178 static void set_int_handler(void)
 179 {
 180         struct sigaction sigaction_open;
 181
 182         memset(&sigaction_open, 0, sizeof(struct sigaction));
 183         sigaction_open.sa_handler = int_handler;
 184         sigaction(SIGINT, &sigaction_open, 0);
 185         sigaction(SIGTERM, &sigaction_open, 0);
 186         set_int_block(0);
 187 }
 188
 189 /* The difference in seconds between two times in "timeval" format. */
 190 static double time_diff(struct timeval start, struct timeval end)
 191 {
 192         return (end.tv_sec - start.tv_sec)
 193                 + (end.tv_usec - start.tv_usec) / 1E6;
 194 }
 195
 196 static int alignment(int fd)
 197 {
 198         int alignment;
 199
 200         alignment = fpathconf(fd, _PC_REC_XFER_ALIGN);
 201         if (alignment < 0)
 202                 alignment = 4096;
 203         return alignment;
 204 }
 205
 206 /* Depends on the first two fields of LUKS1 header format, magic and version */
 207 static int device_check(struct reenc_ctx *rc, header_magic set_magic)
 208 {
 209         char *buf = NULL;
 210         int r, devfd;
 211         ssize_t s;
 212         uint16_t version;
 213
 214         devfd = open(rc->device, O_RDWR | O_EXCL | O_DIRECT);
 215         if (devfd == -1) {
 216                 if (errno == EBUSY) {
 217                         log_err(_("Cannot exclusively open %s, device in use.\n"),
 218                                 rc->device);
 219                         return -EBUSY;
 220                 }
 221                 log_err(_("Cannot open device %s\n"), rc->device);
 222                 return -EINVAL;
 223         }
 224
 225         if (set_magic == CHECK_OPEN) {
 226                 r = 0;
 227                 goto out;
 228         }
 229
 230         if (posix_memalign((void *)&buf, alignment(devfd), SECTOR_SIZE)) {
 231                 log_err(_("Allocation of aligned memory failed.\n"));
 232                 r = -ENOMEM;
 233                 goto out;
 234         }
 235
 236         s = read(devfd, buf, SECTOR_SIZE);
 237         if (s < 0 || s != SECTOR_SIZE) {
 238                 log_err(_("Cannot read device %s.\n"), rc->device);
 239                 close(devfd);
 240                 return -EIO;
 241         }
 242
 243         /* Be sure that we do not process new version of header */
 244         memcpy((void*)&version, &buf[MAGIC_L], sizeof(uint16_t));
 245         version = ntohs(version);
 246
 247         if (set_magic == MAKE_UNUSABLE && !memcmp(buf, MAGIC, MAGIC_L) &&
 248             version == 1) {
 249                 log_verbose(_("Marking LUKS device %s unusable.\n"), rc->device);
 250                 memcpy(buf, NOMAGIC, MAGIC_L);
 251                 r = 0;
 252         } else if (set_magic == MAKE_USABLE && !memcmp(buf, NOMAGIC, MAGIC_L) &&
 253                    version == 1) {
 254                 log_verbose(_("Marking LUKS device %s usable.\n"), rc->device);
 255                 memcpy(buf, MAGIC, MAGIC_L);
 256                 r = 0;
 257         } else if (set_magic == CHECK_UNUSABLE && version == 1) {
 258                 r = memcmp(buf, NOMAGIC, MAGIC_L) ? -EINVAL : 0;
 259                 if (!r)
 260                         rc->device_uuid = strndup(&buf[0xa8], 40);
 261                 goto out;
 262         } else
 263                 r = -EINVAL;
 264
 265         if (!r) {
 266                 if (lseek(devfd, 0, SEEK_SET) == -1)
 267                         goto out;
 268                 s = write(devfd, buf, SECTOR_SIZE);
 269                 if (s < 0 || s != SECTOR_SIZE) {
 270                         log_err(_("Cannot write device %s.\n"), rc->device);
 271                         r = -EIO;
 272                 }
 273         } else
 274                 log_dbg("LUKS signature check failed for %s.", rc->device);
 275 out:
 276         if (buf)
 277                 memset(buf, 0, SECTOR_SIZE);
 278         free(buf);
 279         close(devfd);
 280         return r;
 281 }
 282
 283 static int create_empty_header(const char *new_file, const char *old_file,
 284                                uint64_t data_sector)
 285 {
 286         struct stat st;
 287         ssize_t size;
 288         int fd, r = 0;
 289         char *buf;
 290
 291         /* Never create header > 4MiB */
 292         if (data_sector > 8192)
 293                 data_sector = 8192;
 294
 295         /* new header file of the same size as old backup */
 296         if (stat(old_file, &st) == -1 ||
 297                  (st.st_mode & S_IFMT) != S_IFREG ||
 298                  (st.st_size > 16 * 1024 * 1024))
 299                 return -EINVAL;
 300         size = st.st_size;
 301
 302         /*
 303          * if requesting key size change, try to use offset
 304          * here can be enough space to fit new key.
 305          */
 306         if (opt_key_size)
 307                 size = data_sector * SECTOR_SIZE;
 308
 309         /* if reducing size, be sure we have enough space */
 310         if (opt_reduce_device_size)
 311                 size += (opt_reduce_device_size * SECTOR_SIZE);
 312
 313         log_dbg("Creating empty file %s of size %lu.", new_file, (unsigned long)size);
 314
 315         if (!(buf = malloc(size)))
 316                 return -ENOMEM;
 317         memset(buf, 0, size);
 318
 319         fd = creat(new_file, S_IRUSR|S_IWUSR);
 320         if(fd == -1) {
 321                 free(buf);
 322                 return -EINVAL;
 323         }
 324
 325         if (write(fd, buf, size) < size)
 326                 r = -EIO;
 327
 328         close(fd);
 329         free(buf);
 330         return r;
 331 }
 332
 333 static int write_log(struct reenc_ctx *rc)
 334 {
 335         ssize_t r;
 336
 337         memset(rc->log_buf, 0, SECTOR_SIZE);
 338         snprintf(rc->log_buf, SECTOR_SIZE, "# LUKS reencryption log, DO NOT EDIT OR DELETE.\n"
 339                 "version = %d\nUUID = %s\ndirection = %d\n"
 340                 "offset = %" PRIu64 "\nshift = %" PRIu64 "\n# EOF\n",
 341                 1, rc->device_uuid, rc->reencrypt_direction,
 342                 rc->device_offset, rc->device_shift);
 343
 344         lseek(rc->log_fd, 0, SEEK_SET);
 345         r = write(rc->log_fd, rc->log_buf, SECTOR_SIZE);
 346         if (r < 0 || r != SECTOR_SIZE) {
 347                 log_err(_("Cannot write reencryption log file.\n"));
 348                 return -EIO;
 349         }
 350
 351         return 0;
 352 }
 353
 354 static int parse_line_log(struct reenc_ctx *rc, const char *line)
 355 {
 356         uint64_t u64;
 357         int i;
 358         char s[64];
 359
 360         /* whole line is comment */
 361         if (*line == '#')
 362                 return 0;
 363
 364         if (sscanf(line, "version = %d", &i) == 1) {
 365                 if (i != 1) {
 366                         log_dbg("Log: Unexpected version = %i", i);
 367                         return -EINVAL;
 368                 }
 369         } else if (sscanf(line, "UUID = %40s", s) == 1) {
 370                 if (!rc->device_uuid || strcmp(rc->device_uuid, s)) {
 371                         log_dbg("Log: Unexpected UUID %s", s);
 372                         return -EINVAL;
 373                 }
 374         } else if (sscanf(line, "direction = %d", &i) == 1) {
 375                 log_dbg("Log: direction = %i", i);
 376                 rc->reencrypt_direction = i;
 377         } else if (sscanf(line, "offset = %" PRIu64, &u64) == 1) {
 378                 log_dbg("Log: offset = %" PRIu64, u64);
 379                 rc->device_offset = u64;
 380         } else if (sscanf(line, "shift = %" PRIu64, &u64) == 1) {
 381                 log_dbg("Log: shift = %" PRIu64, u64);
 382                 rc->device_shift = u64;
 383         } else
 384                 return -EINVAL;
 385
 386         return 0;
 387 }
 388
 389 static int parse_log(struct reenc_ctx *rc)
 390 {
 391         char *start, *end;
 392         ssize_t s;
 393
 394         s = read(rc->log_fd, rc->log_buf, SECTOR_SIZE);
 395         if (s == -1) {
 396                 log_err(_("Cannot read reencryption log file.\n"));
 397                 return -EIO;
 398         }
 399
 400         rc->log_buf[SECTOR_SIZE - 1] = '\0';
 401         start = rc->log_buf;
 402         do {
 403                 end = strchr(start, '\n');
 404                 if (end) {
 405                         *end++ = '\0';
 406                         if (parse_line_log(rc, start)) {
 407                                 log_err("Wrong log format.\n");
 408                                 return -EINVAL;
 409                         }
 410                 }
 411
 412                 start = end;
 413         } while (start);
 414
 415         return 0;
 416 }
 417
 418 static void close_log(struct reenc_ctx *rc)
 419 {
 420         log_dbg("Closing LUKS reencryption log file %s.", rc->log_file);
 421         if (rc->log_fd != -1)
 422                 close(rc->log_fd);
 423         free(rc->log_buf);
 424         rc->log_buf = NULL;
 425 }
 426
 427 static int open_log(struct reenc_ctx *rc)
 428 {
 429         int flags, create_new;
 430         struct stat st;
 431
 432         if (!stat(rc->log_file, &st))
 433                 create_new = 0;
 434         else if (errno == ENOENT)
 435                 create_new = 1;
 436         else
 437                 return -EINVAL;
 438
 439         if (create_new) {
 440                 log_dbg("Creating LUKS reencryption log file %s.", rc->log_file);
 441                 flags = opt_directio ? O_RDWR|O_CREAT|O_DIRECT : O_RDWR|O_CREAT;
 442                 rc->log_fd = open(rc->log_file, flags, S_IRUSR|S_IWUSR);
 443                 if (rc->log_fd == -1)
 444                         return -EINVAL;
 445         } else {
 446                 log_std(_("Log file %s exists, restarting reencryption.\n"), rc->log_file);
 447                 flags = opt_directio ? O_RDWR|O_DIRECT : O_RDWR;
 448                 rc->log_fd = open(rc->log_file, flags);
 449                 if (rc->log_fd == -1)
 450                         return -EINVAL;
 451                 rc->in_progress = 1;
 452         }
 453
 454         if (posix_memalign((void *)&rc->log_buf, alignment(rc->log_fd), SECTOR_SIZE)) {
 455                 log_err(_("Allocation of aligned memory failed.\n"));
 456                 close_log(rc);
 457                 return -ENOMEM;
 458         }
 459
 460         if (create_new && write_log(rc) < 0) {
 461                 close_log(rc);
 462                 return -EIO;
 463         }
 464
 465         /* Be sure it is correct format */
 466         return parse_log(rc);
 467 }
 468
 469 static int activate_luks_headers(struct reenc_ctx *rc)
 470 {
 471         struct crypt_device *cd = NULL, *cd_new = NULL;
 472         int r;
 473
 474         log_dbg("Activating LUKS devices from headers.");
 475
 476         if ((r = crypt_init(&cd, rc->header_file_org)) ||
 477             (r = crypt_load(cd, CRYPT_LUKS1, NULL)) ||
 478             (r = crypt_set_data_device(cd, rc->device)))
 479                 goto out;
 480
 481         if ((r = crypt_activate_by_passphrase(cd, rc->header_file_org,
 482                 opt_key_slot, rc->p[rc->keyslot].password, rc->p[rc->keyslot].passwordLen,
 483                 CRYPT_ACTIVATE_READONLY|CRYPT_ACTIVATE_PRIVATE)) < 0)
 484                 goto out;
 485
 486         if ((r = crypt_init(&cd_new, rc->header_file_new)) ||
 487             (r = crypt_load(cd_new, CRYPT_LUKS1, NULL)) ||
 488             (r = crypt_set_data_device(cd_new, rc->device)))
 489                 goto out;
 490
 491         if ((r = crypt_activate_by_passphrase(cd_new, rc->header_file_new,
 492                 opt_key_slot, rc->p[rc->keyslot].password, rc->p[rc->keyslot].passwordLen,
 493                 CRYPT_ACTIVATE_SHARED|CRYPT_ACTIVATE_PRIVATE)) < 0)
 494                 goto out;
 495         r = 0;
 496 out:
 497         crypt_free(cd);
 498         crypt_free(cd_new);
 499         if (r < 0)
 500                 log_err(_("Activation of temporary devices failed.\n"));
 501         return r;
 502 }
 503
 504 static int backup_luks_headers(struct reenc_ctx *rc)
 505 {
 506         struct crypt_device *cd = NULL, *cd_new = NULL;
 507         struct crypt_params_luks1 params = {0};
 508         char cipher [MAX_CIPHER_LEN], cipher_mode[MAX_CIPHER_LEN];
 509         int i, r;
 510
 511         log_dbg("Creating LUKS header backup for device %s.", rc->device);
 512
 513         if ((r = crypt_init(&cd, rc->device)) ||
 514             (r = crypt_load(cd, CRYPT_LUKS1, NULL)))
 515                 goto out;
 516
 517         crypt_set_confirm_callback(cd, NULL, NULL);
 518         if ((r = crypt_header_backup(cd, CRYPT_LUKS1, rc->header_file_org)))
 519                 goto out;
 520         log_verbose(_("LUKS header backup of device %s created.\n"), rc->device);
 521
 522         if ((r = create_empty_header(rc->header_file_new, rc->header_file_org,
 523                 crypt_get_data_offset(cd))))
 524                 goto out;
 525
 526         params.hash = opt_hash ?: DEFAULT_LUKS1_HASH;
 527         params.data_alignment = crypt_get_data_offset(cd);
 528         params.data_alignment += opt_reduce_device_size;
 529         params.data_device = rc->device;
 530
 531
 532         if ((r = crypt_init(&cd_new, rc->header_file_new)))
 533                 goto out;
 534
 535         if (opt_random)
 536                 crypt_set_rng_type(cd_new, CRYPT_RNG_RANDOM);
 537         else if (opt_urandom)
 538                 crypt_set_rng_type(cd_new, CRYPT_RNG_URANDOM);
 539
 540         if (opt_iteration_time)
 541                 crypt_set_iteration_time(cd_new, opt_iteration_time);
 542
 543         if (opt_cipher) {
 544                 r = crypt_parse_name_and_mode(opt_cipher, cipher, NULL, cipher_mode);
 545                 if (r < 0) {
 546                         log_err(_("No known cipher specification pattern detected.\n"));
 547                         goto out;
 548                 }
 549         }
 550
 551         if ((r = crypt_format(cd_new, CRYPT_LUKS1,
 552                         opt_cipher ? cipher : crypt_get_cipher(cd),
 553                         opt_cipher ? cipher_mode : crypt_get_cipher_mode(cd),
 554                         crypt_get_uuid(cd),
 555                         NULL,
 556                         opt_key_size ? opt_key_size / 8 : crypt_get_volume_key_size(cd),
 557                         &params)))
 558                 goto out;
 559         log_verbose(_("New LUKS header for device %s created.\n"), rc->device);
 560
 561         for (i = 0; i < MAX_SLOT; i++) {
 562                 if (!rc->p[i].password)
 563                         continue;
 564                 if ((r = crypt_keyslot_add_by_volume_key(cd_new, i,
 565                         NULL, 0, rc->p[i].password, rc->p[i].passwordLen)) < 0)
 566                         goto out;
 567                 log_verbose(_("Activated keyslot %i.\n"), r);
 568                 r = 0;
 569         }
 570 out:
 571         crypt_free(cd);
 572         crypt_free(cd_new);
 573         if (r)
 574                 log_err(_("Creation of LUKS backup headers failed.\n"));
 575         return r;
 576 }
 577
 578 static void remove_headers(struct reenc_ctx *rc)
 579 {
 580         struct crypt_device *cd = NULL;
 581
 582         log_dbg("Removing headers.");
 583
 584         if (crypt_init(&cd, NULL))
 585                 return;
 586         crypt_set_log_callback(cd, _quiet_log, NULL);
 587         if (*rc->header_file_org)
 588                 (void)crypt_deactivate(cd, rc->header_file_org);
 589         if (*rc->header_file_new)
 590                 (void)crypt_deactivate(cd, rc->header_file_new);
 591         crypt_free(cd);
 592 }
 593
 594 static int restore_luks_header(struct reenc_ctx *rc)
 595 {
 596         struct crypt_device *cd = NULL;
 597         int r;
 598
 599         log_dbg("Restoring header for %s from %s.", rc->device, rc->header_file_new);
 600
 601         r = crypt_init(&cd, rc->device);
 602         if (r == 0) {
 603                 crypt_set_confirm_callback(cd, NULL, NULL);
 604                 r = crypt_header_restore(cd, CRYPT_LUKS1, rc->header_file_new);
 605         }
 606
 607         crypt_free(cd);
 608         if (r)
 609                 log_err(_("Cannot restore LUKS header on device %s.\n"), rc->device);
 610         else
 611                 log_verbose(_("LUKS header on device %s restored.\n"), rc->device);
 612         return r;
 613 }
 614
 615 static void print_progress(struct reenc_ctx *rc, uint64_t bytes, int final)
 616 {
 617         unsigned long long mbytes, eta;
 618         struct timeval now_time;
 619         double tdiff, mib;
 620
 621         gettimeofday(&now_time, NULL);
 622         if (!final && time_diff(rc->end_time, now_time) < 0.5)
 623                 return;
 624
 625         rc->end_time = now_time;
 626
 627         if (opt_batch_mode)
 628                 return;
 629
 630         tdiff = time_diff(rc->start_time, rc->end_time);
 631         if (!tdiff)
 632                 return;
 633
 634         mbytes = (bytes - rc->restart_bytes) / 1024 / 1024;
 635         mib = (double)(mbytes) / tdiff;
 636         if (!mib)
 637                 return;
 638
 639         eta = (unsigned long long)(rc->device_size / 1024 / 1024 / mib - tdiff);
 640
 641         /* vt100 code clear line */
 642         log_err("\33[2K\r");
 643         log_err(_("Progress: %5.1f%%, ETA %02llu:%02llu, "
 644                 "%4llu MiB written, speed %5.1f MiB/s%s"),
 645                 (double)bytes / rc->device_size * 100,
 646                 eta / 60, eta % 60, mbytes, mib,
 647                 final ? "\n" :"");
 648 }
 649
 650 static int copy_data_forward(struct reenc_ctx *rc, int fd_old, int fd_new,
 651                              size_t block_size, void *buf, uint64_t *bytes)
 652 {
 653         ssize_t s1, s2;
 654
 655         log_dbg("Reencrypting in forward direction.");
 656
 657         if (lseek64(fd_old, rc->device_offset, SEEK_SET) < 0 ||
 658             lseek64(fd_new, rc->device_offset, SEEK_SET) < 0) {
 659                 log_err(_("Cannot seek to device offset.\n"));
 660                 return -EIO;
 661         }
 662
 663         rc->restart_bytes = *bytes = rc->device_offset;
 664
 665         if (write_log(rc) < 0)
 666                 return -EIO;
 667
 668         while (!quit && rc->device_offset < rc->device_size) {
 669                 s1 = read(fd_old, buf, block_size);
 670                 if (s1 < 0 || ((size_t)s1 != block_size &&
 671                     (rc->device_offset + s1) != rc->device_size)) {
 672                         log_dbg("Read error, expecting %d, got %d.",
 673                                 (int)block_size, (int)s1);
 674                         return -EIO;
 675                 }
 676
 677                 s2 = write(fd_new, buf, s1);
 678                 if (s2 < 0) {
 679                         log_dbg("Write error, expecting %d, got %d.",
 680                                 (int)block_size, (int)s2);
 681                         return -EIO;
 682                 }
 683
 684                 rc->device_offset += s1;
 685                 if (opt_write_log && write_log(rc) < 0)
 686                         return -EIO;
 687
 688                 if (opt_fsync && fsync(fd_new) < 0) {
 689                         log_dbg("Write error, fsync.");
 690                         return -EIO;
 691                 }
 692
 693                 *bytes += (uint64_t)s2;
 694                 print_progress(rc, *bytes, 0);
 695         }
 696
 697         return quit ? -EAGAIN : 0;
 698 }
 699
 700 static int copy_data_backward(struct reenc_ctx *rc, int fd_old, int fd_new,
 701                               size_t block_size, void *buf, uint64_t *bytes)
 702 {
 703         ssize_t s1, s2, working_block;
 704         off64_t working_offset;
 705
 706         log_dbg("Reencrypting in backward direction.");
 707
 708         if (!rc->in_progress) {
 709                 rc->device_offset = rc->device_size;
 710                 rc->restart_bytes = 0;
 711                 *bytes = 0;
 712         } else {
 713                 rc->restart_bytes = rc->device_size - rc->device_offset;
 714                 *bytes = rc->restart_bytes;
 715         }
 716
 717         if (write_log(rc) < 0)
 718                 return -EIO;
 719
 720         while (!quit && rc->device_offset) {
 721                 if (rc->device_offset < block_size) {
 722                         working_offset = 0;
 723                         working_block = rc->device_offset;
 724                 } else {
 725                         working_offset = rc->device_offset - block_size;
 726                         working_block = block_size;
 727                 }
 728
 729                 if (lseek64(fd_old, working_offset, SEEK_SET) < 0 ||
 730                     lseek64(fd_new, working_offset, SEEK_SET) < 0) {
 731                         log_err(_("Cannot seek to device offset.\n"));
 732                         return -EIO;
 733                 }
 734
 735                 s1 = read(fd_old, buf, working_block);
 736                 if (s1 < 0 || (s1 != working_block)) {
 737                         log_dbg("Read error, expecting %d, got %d.",
 738                                 (int)block_size, (int)s1);
 739                         return -EIO;
 740                 }
 741
 742                 s2 = write(fd_new, buf, working_block);
 743                 if (s2 < 0) {
 744                         log_dbg("Write error, expecting %d, got %d.",
 745                                 (int)block_size, (int)s2);
 746                         return -EIO;
 747                 }
 748
 749                 rc->device_offset -= s1;
 750                 if (opt_write_log && write_log(rc) < 0)
 751                         return -EIO;
 752
 753                 if (opt_fsync && fsync(fd_new) < 0) {
 754                         log_dbg("Write error, fsync.");
 755                         return -EIO;
 756                 }
 757
 758                 *bytes += (uint64_t)s2;
 759                 print_progress(rc, *bytes, 0);
 760         }
 761
 762         return quit ? -EAGAIN : 0;
 763 }
 764
 765 static int copy_data(struct reenc_ctx *rc)
 766 {
 767         size_t block_size = opt_bsize * 1024 * 1024;
 768         int fd_old = -1, fd_new = -1;
 769         int r = -EINVAL;
 770         void *buf = NULL;
 771         uint64_t bytes = 0;
 772
 773         log_dbg("Data copy preparation.");
 774
 775         fd_old = open(rc->crypt_path_org, O_RDONLY | (opt_directio ? O_DIRECT : 0));
 776         if (fd_old == -1) {
 777                 log_err(_("Cannot open temporary LUKS header file.\n"));
 778                 goto out;
 779         }
 780
 781         fd_new = open(rc->crypt_path_new, O_WRONLY | (opt_directio ? O_DIRECT : 0));
 782         if (fd_new == -1) {
 783                 log_err(_("Cannot open temporary LUKS header file.\n"));
 784                 goto out;
 785         }
 786
 787         /* Check size */
 788         if (ioctl(fd_new, BLKGETSIZE64, &rc->device_size) < 0) {
 789                 log_err(_("Cannot get device size.\n"));
 790                 goto out;
 791         }
 792
 793         if (posix_memalign((void *)&buf, alignment(fd_new), block_size)) {
 794                 log_err(_("Allocation of aligned memory failed.\n"));
 795                 r = -ENOMEM;
 796                 goto out;
 797         }
 798
 799         set_int_handler();
 800         gettimeofday(&rc->start_time, NULL);
 801
 802         if (rc->reencrypt_direction == FORWARD)
 803                 r = copy_data_forward(rc, fd_old, fd_new, block_size, buf, &bytes);
 804         else
 805                 r = copy_data_backward(rc, fd_old, fd_new, block_size, buf, &bytes);
 806
 807         set_int_block(1);
 808         print_progress(rc, bytes, 1);
 809
 810         if (r == -EAGAIN)
 811                  log_err(_("Interrupted by a signal.\n"));
 812         else if (r < 0)
 813                 log_err(_("IO error during reencryption.\n"));
 814
 815         (void)write_log(rc);
 816 out:
 817         if (fd_old != -1)
 818                 close(fd_old);
 819         if (fd_new != -1)
 820                 close(fd_new);
 821         free(buf);
 822         return r;
 823 }
 824
 825 static int initialize_uuid(struct reenc_ctx *rc)
 826 {
 827         struct crypt_device *cd = NULL;
 828         int r;
 829
 830         log_dbg("Initialising UUID.");
 831
 832         /* Try to load LUKS from device */
 833         if ((r = crypt_init(&cd, rc->device)))
 834                 return r;
 835         crypt_set_log_callback(cd, _quiet_log, NULL);
 836         r = crypt_load(cd, CRYPT_LUKS1, NULL);
 837         if (!r)
 838                 rc->device_uuid = strdup(crypt_get_uuid(cd));
 839         else
 840                 /* Reencryption already in progress - magic header? */
 841                 r = device_check(rc, CHECK_UNUSABLE);
 842
 843         crypt_free(cd);
 844         return r;
 845 }
 846
 847 static int init_passphrase1(struct reenc_ctx *rc, struct crypt_device *cd,
 848                             const char *msg, int slot_check)
 849 {
 850         int r = -EINVAL, slot, retry_count;
 851
 852         slot = (slot_check == CRYPT_ANY_SLOT) ? 0 : slot_check;
 853
 854         retry_count = opt_tries ?: 1;
 855         while (retry_count--) {
 856                 set_int_handler();
 857                 r = crypt_get_key(msg, &rc->p[slot].password,
 858                         &rc->p[slot].passwordLen,
 859                         0, 0, NULL /*opt_key_file*/,
 860                         0, 0, cd);
 861                 if (r < 0)
 862                         return r;
 863                 if (quit)
 864                         return -EAGAIN;
 865
 866                 /* library uses sigint internally, until it is fixed...*/
 867                 set_int_block(1);
 868                 r = crypt_activate_by_passphrase(cd, NULL, slot_check,
 869                         rc->p[slot].password, rc->p[slot].passwordLen, 0);
 870
 871                 if (r < 0) {
 872                         crypt_safe_free(rc->p[slot].password);
 873                         rc->p[slot].password = NULL;
 874                         rc->p[slot].passwordLen = 0;
 875                 }
 876                 if (r < 0 && r != -EPERM)
 877                         return r;
 878                 if (r >= 0) {
 879                         rc->keyslot = slot;
 880                         break;
 881                 }
 882                 log_err(_("No key available with this passphrase.\n"));
 883         }
 884         return r;
 885 }
 886
 887 static int init_keyfile(struct reenc_ctx *rc, struct crypt_device *cd, int slot_check)
 888 {
 889         int r, slot;
 890
 891         slot = (slot_check == CRYPT_ANY_SLOT) ? 0 : slot_check;
 892         r = crypt_get_key(NULL, &rc->p[slot].password, &rc->p[slot].passwordLen,
 893                 opt_keyfile_offset, opt_keyfile_size, opt_key_file, 0, 0, cd);
 894         if (r < 0)
 895                 return r;
 896
 897         r = crypt_activate_by_passphrase(cd, NULL, slot_check,
 898                 rc->p[slot].password, rc->p[slot].passwordLen, 0);
 899
 900         /*
 901          * Allow keyslot only if it is last slot or if user explicitly
 902          * specify whch slot to use (IOW others will be disabled).
 903          */
 904         if (r >= 0 && opt_key_slot == CRYPT_ANY_SLOT &&
 905             crypt_keyslot_status(cd, r) != CRYPT_SLOT_ACTIVE_LAST) {
 906                 log_err(_("Key file can be used only with --key-slot or with "
 907                           "exactly one key slot active.\n"));
 908                 r = -EINVAL;
 909         }
 910
 911         if (r < 0) {
 912                 crypt_safe_free(rc->p[slot].password);
 913                 rc->p[slot].password = NULL;
 914                 rc->p[slot].passwordLen = 0;
 915                 if (r == -EPERM)
 916                         log_err(_("No key available with this passphrase.\n"));
 917                 return r;
 918         } else
 919                 rc->keyslot = slot;
 920
 921         return r;
 922 }
 923
 924 static int initialize_passphrase(struct reenc_ctx *rc, const char *device)
 925 {
 926         struct crypt_device *cd = NULL;
 927         crypt_keyslot_info ki;
 928         char msg[256];
 929         int i, r;
 930
 931         log_dbg("Passhrases initialization.");
 932
 933         if ((r = crypt_init(&cd, device)) ||
 934             (r = crypt_load(cd, CRYPT_LUKS1, NULL)) ||
 935             (r = crypt_set_data_device(cd, rc->device))) {
 936                 crypt_free(cd);
 937                 return r;
 938         }
 939
 940         if (opt_key_file) {
 941                 r = init_keyfile(rc, cd, opt_key_slot);
 942         } else if (rc->in_progress) {
 943                 r = init_passphrase1(rc, cd, _("Enter any LUKS passphrase: "), CRYPT_ANY_SLOT);
 944         } else for (i = 0; i < MAX_SLOT; i++) {
 945                 ki = crypt_keyslot_status(cd, i);
 946                 if (ki != CRYPT_SLOT_ACTIVE && ki != CRYPT_SLOT_ACTIVE_LAST)
 947                         continue;
 948
 949                 snprintf(msg, sizeof(msg), _("Enter LUKS passphrase for key slot %u: "), i);
 950                 r = init_passphrase1(rc, cd, msg, i);
 951                 if (r < 0)
 952                         break;
 953         }
 954
 955         crypt_free(cd);
 956         return r > 0 ? 0 : r;
 957 }
 958
 959 static int initialize_context(struct reenc_ctx *rc, const char *device)
 960 {
 961         log_dbg("Initialising reencryption context.");
 962
 963         rc->log_fd =-1;
 964
 965         if (!(rc->device = strndup(device, PATH_MAX)))
 966                 return -ENOMEM;
 967
 968         if (device_check(rc, CHECK_OPEN) < 0)
 969                 return -EINVAL;
 970
 971         if (initialize_uuid(rc)) {
 972                 log_err(_("Device %s is not a valid LUKS device.\n"), device);
 973                 return -EINVAL;
 974         }
 975
 976         /* Prepare device names */
 977         if (snprintf(rc->log_file, PATH_MAX,
 978                      "LUKS-%s.log", rc->device_uuid) < 0)
 979                 return -ENOMEM;
 980         if (snprintf(rc->header_file_org, PATH_MAX,
 981                      "LUKS-%s.org", rc->device_uuid) < 0)
 982                 return -ENOMEM;
 983         if (snprintf(rc->header_file_new, PATH_MAX,
 984                      "LUKS-%s.new", rc->device_uuid) < 0)
 985                 return -ENOMEM;
 986
 987         /* Paths to encrypted devices */
 988         if (snprintf(rc->crypt_path_org, PATH_MAX,
 989                      "%s/%s", crypt_get_dir(), rc->header_file_org) < 0)
 990                 return -ENOMEM;
 991         if (snprintf(rc->crypt_path_new, PATH_MAX,
 992                      "%s/%s", crypt_get_dir(), rc->header_file_new) < 0)
 993                 return -ENOMEM;
 994
 995         remove_headers(rc);
 996
 997         if (open_log(rc) < 0) {
 998                 log_err(_("Cannot open reencryption log file.\n"));
 999                 return -EINVAL;
1000         }
1001
1002         if (!rc->in_progress) {
1003                 if (!opt_reduce_device_size)
1004                         rc->reencrypt_direction = FORWARD;
1005                 else {
1006                         rc->reencrypt_direction = BACKWARD;
1007                         rc->device_offset = (uint64_t)~0;
1008                 }
1009         }
1010
1011         return 0;
1012 }
1013
1014 static void destroy_context(struct reenc_ctx *rc)
1015 {
1016         int i;
1017
1018         log_dbg("Destroying reencryption context.");
1019
1020         close_log(rc);
1021         remove_headers(rc);
1022
1023         if ((rc->reencrypt_direction == FORWARD &&
1024              rc->device_offset == rc->device_size) ||
1025             (rc->reencrypt_direction == BACKWARD &&
1026              (rc->device_offset == 0 || rc->device_offset == (uint64_t)~0))) {
1027                 unlink(rc->log_file);
1028                 unlink(rc->header_file_org);
1029                 unlink(rc->header_file_new);
1030         }
1031
1032         for (i = 0; i < MAX_SLOT; i++)
1033                 crypt_safe_free(rc->p[i].password);
1034
1035         free(rc->device);
1036         free(rc->device_uuid);
1037 }
1038
1039 static int run_reencrypt(const char *device)
1040 {
1041         int r = -EINVAL;
1042         struct reenc_ctx rc = {};
1043
1044         if (initialize_context(&rc, device))
1045                 goto out;
1046
1047         log_dbg("Running reencryption.");
1048
1049         if (!rc.in_progress) {
1050                 if ((r = initialize_passphrase(&rc, rc.device)) ||
1051                     (r = backup_luks_headers(&rc)) ||
1052                     (r = device_check(&rc, MAKE_UNUSABLE)))
1053                         goto out;
1054         } else {
1055                 if ((r = initialize_passphrase(&rc, rc.header_file_new)))
1056                         goto out;
1057         }
1058
1059         if ((r = activate_luks_headers(&rc)))
1060                 goto out;
1061
1062         if ((r = copy_data(&rc)))
1063                 goto out;
1064
1065         r = restore_luks_header(&rc);
1066 out:
1067         destroy_context(&rc);
1068         return r;
1069 }
1070
1071 static __attribute__ ((noreturn)) void usage(poptContext popt_context,
1072                                              int exitcode, const char *error,
1073                                              const char *more)
1074 {
1075         poptPrintUsage(popt_context, stderr, 0);
1076         if (error)
1077                 log_err("%s: %s\n", more, error);
1078         poptFreeContext(popt_context);
1079         exit(exitcode);
1080 }
1081
1082 static void help(poptContext popt_context,
1083                  enum poptCallbackReason reason __attribute__((unused)),
1084                  struct poptOption *key,
1085                  const char *arg __attribute__((unused)),
1086                  void *data __attribute__((unused)))
1087 {
1088         if (key->shortName == '?') {
1089                 log_std("%s %s\n", PACKAGE_REENC, PACKAGE_VERSION);
1090                 poptPrintHelp(popt_context, stdout, 0);
1091                 exit(EXIT_SUCCESS);
1092         } else
1093                 usage(popt_context, EXIT_SUCCESS, NULL, NULL);
1094 }
1095
1096 static void _dbg_version_and_cmd(int argc, const char **argv)
1097 {
1098         int i;
1099
1100         log_std("# %s %s processing \"", PACKAGE_REENC, PACKAGE_VERSION);
1101         for (i = 0; i < argc; i++) {
1102                 if (i)
1103                         log_std(" ");
1104                 log_std("%s", argv[i]);
1105         }
1106         log_std("\"\n");
1107 }
1108
1109 int main(int argc, const char **argv)
1110 {
1111         static struct poptOption popt_help_options[] = {
1112                 { NULL,    '\0', POPT_ARG_CALLBACK, help, 0, NULL,                         NULL },
1113                 { "help",  '?',  POPT_ARG_NONE,     NULL, 0, N_("Show this help message"), NULL },
1114                 { "usage", '\0', POPT_ARG_NONE,     NULL, 0, N_("Display brief usage"),    NULL },
1115                 POPT_TABLEEND
1116         };
1117         static struct poptOption popt_options[] = {
1118                 { NULL,                '\0', POPT_ARG_INCLUDE_TABLE, popt_help_options, 0, N_("Help options:"), NULL },
1119                 { "version",           '\0', POPT_ARG_NONE, &opt_version_mode,          0, N_("Print package version"), NULL },
1120                 { "verbose",           'v',  POPT_ARG_NONE, &opt_verbose,               0, N_("Shows more detailed error messages"), NULL },
1121                 { "debug",             '\0', POPT_ARG_NONE, &opt_debug,                 0, N_("Show debug messages"), NULL },
1122                 { "block-size",        'B',  POPT_ARG_INT, &opt_bsize,                  0, N_("Reencryption block size"), N_("MiB") },
1123                 { "cipher",            'c',  POPT_ARG_STRING, &opt_cipher,              0, N_("The cipher used to encrypt the disk (see /proc/crypto)"), NULL },
1124                 { "key-size",          's',  POPT_ARG_INT, &opt_key_size,               0, N_("The size of the encryption key"), N_("BITS") },
1125                 { "hash",              'h',  POPT_ARG_STRING, &opt_hash,                0, N_("The hash used to create the encryption key from the passphrase"), NULL },
1126                 { "key-file",          'd',  POPT_ARG_STRING, &opt_key_file,            0, N_("Read the key from a file."), NULL },
1127                 { "iter-time",         'i',  POPT_ARG_INT, &opt_iteration_time,         0, N_("PBKDF2 iteration time for LUKS (in ms)"), N_("msecs") },
1128                 { "batch-mode",        'q',  POPT_ARG_NONE, &opt_batch_mode,            0, N_("Do not ask for confirmation"), NULL },
1129                 { "tries",             'T',  POPT_ARG_INT, &opt_tries,                  0, N_("How often the input of the passphrase can be retried"), NULL },
1130                 { "use-random",        '\0', POPT_ARG_NONE, &opt_random,                0, N_("Use /dev/random for generating volume key."), NULL },
1131                 { "use-urandom",       '\0', POPT_ARG_NONE, &opt_urandom,               0, N_("Use /dev/urandom for generating volume key."), NULL },
1132                 { "use-directio",      '\0', POPT_ARG_NONE, &opt_directio,              0, N_("Use direct-io when accesing devices."), NULL },
1133                 { "use-fsync",         '\0', POPT_ARG_NONE, &opt_fsync,                 0, N_("Use fsync after each block."), NULL },
1134                 { "write-log",         '\0', POPT_ARG_NONE, &opt_write_log,             0, N_("Update log file after every block."), NULL },
1135                 { "key-slot",          'S',  POPT_ARG_INT, &opt_key_slot,               0, N_("Use only this slot (others will be disabled)."), NULL },
1136                 { "keyfile-offset",   '\0',  POPT_ARG_LONG, &opt_keyfile_offset,        0, N_("Number of bytes to skip in keyfile"), N_("bytes") },
1137                 { "keyfile-size",      'l',  POPT_ARG_LONG, &opt_keyfile_size,          0, N_("Limits the read from keyfile"), N_("bytes") },
1138                 { "reduce-device-size",'\0', POPT_ARG_INT, &opt_reduce_device_size,     0, N_("Reduce data device size (move data offset). DANGEROUS!"), N_("SECTORS") },
1139                 POPT_TABLEEND
1140         };
1141         poptContext popt_context;
1142         int r;
1143
1144         crypt_set_log_callback(NULL, _log, NULL);
1145
1146         set_int_block(1);
1147
1148         setlocale(LC_ALL, "");
1149         bindtextdomain(PACKAGE, LOCALEDIR);
1150         textdomain(PACKAGE);
1151
1152         popt_context = poptGetContext(PACKAGE, argc, argv, popt_options, 0);
1153         poptSetOtherOptionHelp(popt_context,
1154                                N_("[OPTION...] <device>"));
1155
1156         while((r = poptGetNextOpt(popt_context)) > 0) ;
1157         if (r < -1)
1158                 usage(popt_context, EXIT_FAILURE, poptStrerror(r),
1159                       poptBadOption(popt_context, POPT_BADOPTION_NOALIAS));
1160
1161         if (opt_version_mode) {
1162                 log_std("%s %s\n", PACKAGE_REENC, PACKAGE_VERSION);
1163                 poptFreeContext(popt_context);
1164                 exit(EXIT_SUCCESS);
1165         }
1166
1167         if (!opt_batch_mode) {
1168                 log_std(_("WARNING: this is experimental code, it can completely break your data.\n"));
1169                 log_verbose(_("Reencryption will change: volume key%s%s%s%s.\n"),
1170                         opt_hash   ? _(", set hash to ")  : "", opt_hash   ?: "",
1171                         opt_cipher ? _(", set cipher to "): "", opt_cipher ?: "");
1172         }
1173
1174         action_argv = poptGetArgs(popt_context);
1175         if(!action_argv)
1176                 usage(popt_context, EXIT_FAILURE, _("Argument required."),
1177                       poptGetInvocationName(popt_context));
1178
1179         if (opt_random && opt_urandom)
1180                 usage(popt_context, EXIT_FAILURE, _("Only one of --use-[u]random options is allowed."),
1181                       poptGetInvocationName(popt_context));
1182
1183         if (opt_bsize < 0 || opt_key_size < 0 || opt_iteration_time < 0 ||
1184             opt_tries < 0 || opt_keyfile_offset < 0 || opt_key_size < 0 ||
1185             opt_reduce_device_size < 0) {
1186                 usage(popt_context, EXIT_FAILURE,
1187                       _("Negative number for option not permitted."),
1188                       poptGetInvocationName(popt_context));
1189         }
1190
1191         if (opt_bsize < 1 || opt_bsize > 64)
1192                 usage(popt_context, EXIT_FAILURE,
1193                       _("Only values between 1MiB and 64 MiB allowed for reencryption block size."),
1194                       poptGetInvocationName(popt_context));
1195
1196         if (opt_reduce_device_size > (64 * 1024 * 1024 / SECTOR_SIZE))
1197                 usage(popt_context, EXIT_FAILURE,
1198                       _("Maximum device reduce size is 64 MiB."),
1199                       poptGetInvocationName(popt_context));
1200
1201         if (opt_key_size % 8)
1202                 usage(popt_context, EXIT_FAILURE,
1203                       _("Key size must be a multiple of 8 bits"),
1204                       poptGetInvocationName(popt_context));
1205
1206         if (opt_key_slot != CRYPT_ANY_SLOT &&
1207             (opt_key_slot < 0 || opt_key_slot >= crypt_keyslot_max(CRYPT_LUKS1)))
1208                 usage(popt_context, EXIT_FAILURE, _("Key slot is invalid."),
1209                       poptGetInvocationName(popt_context));
1210
1211         if (opt_random && opt_urandom)
1212                 usage(popt_context, EXIT_FAILURE, _("Only one of --use-[u]random options is allowed."),
1213                       poptGetInvocationName(popt_context));
1214
1215         if (opt_debug) {
1216                 opt_verbose = 1;
1217                 crypt_set_debug_level(-1);
1218                 _dbg_version_and_cmd(argc, argv);
1219         }
1220
1221         r = run_reencrypt(action_argv[0]);
1222
1223         poptFreeContext(popt_context);
1224
1225         /* Translate exit code to simple codes */
1226         switch (r) {
1227         case 0:         r = EXIT_SUCCESS; break;
1228         case -EEXIST:
1229         case -EBUSY:    r = 5; break;
1230         case -ENOTBLK:
1231         case -ENODEV:   r = 4; break;
1232         case -ENOMEM:   r = 3; break;
1233         case -EPERM:    r = 2; break;
1234         default:        r = EXIT_FAILURE;
1235         }
1236         return r;
1237 }