src/cryptsetup_reencrypt.c

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