[PATCH] fix update_mmu_cache in fremap.c
[linux-2.6/mini2440.git] / Documentation / keys.txt
blob3bbe157b45e470ca656c72e47e523138c9be6fe8
1                          ============================
2                          KERNEL KEY RETENTION SERVICE
3                          ============================
5 This service allows cryptographic keys, authentication tokens, cross-domain
6 user mappings, and similar to be cached in the kernel for the use of
7 filesystems other kernel services.
9 Keyrings are permitted; these are a special type of key that can hold links to
10 other keys. Processes each have three standard keyring subscriptions that a
11 kernel service can search for relevant keys.
13 The key service can be configured on by enabling:
15         "Security options"/"Enable access key retention support" (CONFIG_KEYS)
17 This document has the following sections:
19         - Key overview
20         - Key service overview
21         - Key access permissions
22         - SELinux support
23         - New procfs files
24         - Userspace system call interface
25         - Kernel services
26         - Notes on accessing payload contents
27         - Defining a key type
28         - Request-key callback service
29         - Key access filesystem
32 ============
33 KEY OVERVIEW
34 ============
36 In this context, keys represent units of cryptographic data, authentication
37 tokens, keyrings, etc.. These are represented in the kernel by struct key.
39 Each key has a number of attributes:
41         - A serial number.
42         - A type.
43         - A description (for matching a key in a search).
44         - Access control information.
45         - An expiry time.
46         - A payload.
47         - State.
50  (*) Each key is issued a serial number of type key_serial_t that is unique for
51      the lifetime of that key. All serial numbers are positive non-zero 32-bit
52      integers.
54      Userspace programs can use a key's serial numbers as a way to gain access
55      to it, subject to permission checking.
57  (*) Each key is of a defined "type". Types must be registered inside the
58      kernel by a kernel service (such as a filesystem) before keys of that type
59      can be added or used. Userspace programs cannot define new types directly.
61      Key types are represented in the kernel by struct key_type. This defines a
62      number of operations that can be performed on a key of that type.
64      Should a type be removed from the system, all the keys of that type will
65      be invalidated.
67  (*) Each key has a description. This should be a printable string. The key
68      type provides an operation to perform a match between the description on a
69      key and a criterion string.
71  (*) Each key has an owner user ID, a group ID and a permissions mask. These
72      are used to control what a process may do to a key from userspace, and
73      whether a kernel service will be able to find the key.
75  (*) Each key can be set to expire at a specific time by the key type's
76      instantiation function. Keys can also be immortal.
78  (*) Each key can have a payload. This is a quantity of data that represent the
79      actual "key". In the case of a keyring, this is a list of keys to which
80      the keyring links; in the case of a user-defined key, it's an arbitrary
81      blob of data.
83      Having a payload is not required; and the payload can, in fact, just be a
84      value stored in the struct key itself.
86      When a key is instantiated, the key type's instantiation function is
87      called with a blob of data, and that then creates the key's payload in
88      some way.
90      Similarly, when userspace wants to read back the contents of the key, if
91      permitted, another key type operation will be called to convert the key's
92      attached payload back into a blob of data.
94  (*) Each key can be in one of a number of basic states:
96      (*) Uninstantiated. The key exists, but does not have any data attached.
97          Keys being requested from userspace will be in this state.
99      (*) Instantiated. This is the normal state. The key is fully formed, and
100          has data attached.
102      (*) Negative. This is a relatively short-lived state. The key acts as a
103          note saying that a previous call out to userspace failed, and acts as
104          a throttle on key lookups. A negative key can be updated to a normal
105          state.
107      (*) Expired. Keys can have lifetimes set. If their lifetime is exceeded,
108          they traverse to this state. An expired key can be updated back to a
109          normal state.
111      (*) Revoked. A key is put in this state by userspace action. It can't be
112          found or operated upon (apart from by unlinking it).
114      (*) Dead. The key's type was unregistered, and so the key is now useless.
117 ====================
118 KEY SERVICE OVERVIEW
119 ====================
121 The key service provides a number of features besides keys:
123  (*) The key service defines two special key types:
125      (+) "keyring"
127          Keyrings are special keys that contain a list of other keys. Keyring
128          lists can be modified using various system calls. Keyrings should not
129          be given a payload when created.
131      (+) "user"
133          A key of this type has a description and a payload that are arbitrary
134          blobs of data. These can be created, updated and read by userspace,
135          and aren't intended for use by kernel services.
137  (*) Each process subscribes to three keyrings: a thread-specific keyring, a
138      process-specific keyring, and a session-specific keyring.
140      The thread-specific keyring is discarded from the child when any sort of
141      clone, fork, vfork or execve occurs. A new keyring is created only when
142      required.
144      The process-specific keyring is replaced with an empty one in the child on
145      clone, fork, vfork unless CLONE_THREAD is supplied, in which case it is
146      shared. execve also discards the process's process keyring and creates a
147      new one.
149      The session-specific keyring is persistent across clone, fork, vfork and
150      execve, even when the latter executes a set-UID or set-GID binary. A
151      process can, however, replace its current session keyring with a new one
152      by using PR_JOIN_SESSION_KEYRING. It is permitted to request an anonymous
153      new one, or to attempt to create or join one of a specific name.
155      The ownership of the thread keyring changes when the real UID and GID of
156      the thread changes.
158  (*) Each user ID resident in the system holds two special keyrings: a user
159      specific keyring and a default user session keyring. The default session
160      keyring is initialised with a link to the user-specific keyring.
162      When a process changes its real UID, if it used to have no session key, it
163      will be subscribed to the default session key for the new UID.
165      If a process attempts to access its session key when it doesn't have one,
166      it will be subscribed to the default for its current UID.
168  (*) Each user has two quotas against which the keys they own are tracked. One
169      limits the total number of keys and keyrings, the other limits the total
170      amount of description and payload space that can be consumed.
172      The user can view information on this and other statistics through procfs
173      files.
175      Process-specific and thread-specific keyrings are not counted towards a
176      user's quota.
178      If a system call that modifies a key or keyring in some way would put the
179      user over quota, the operation is refused and error EDQUOT is returned.
181  (*) There's a system call interface by which userspace programs can create and
182      manipulate keys and keyrings.
184  (*) There's a kernel interface by which services can register types and search
185      for keys.
187  (*) There's a way for the a search done from the kernel to call back to
188      userspace to request a key that can't be found in a process's keyrings.
190  (*) An optional filesystem is available through which the key database can be
191      viewed and manipulated.
194 ======================
195 KEY ACCESS PERMISSIONS
196 ======================
198 Keys have an owner user ID, a group access ID, and a permissions mask. The mask
199 has up to eight bits each for possessor, user, group and other access. Only
200 six of each set of eight bits are defined. These permissions granted are:
202  (*) View
204      This permits a key or keyring's attributes to be viewed - including key
205      type and description.
207  (*) Read
209      This permits a key's payload to be viewed or a keyring's list of linked
210      keys.
212  (*) Write
214      This permits a key's payload to be instantiated or updated, or it allows a
215      link to be added to or removed from a keyring.
217  (*) Search
219      This permits keyrings to be searched and keys to be found. Searches can
220      only recurse into nested keyrings that have search permission set.
222  (*) Link
224      This permits a key or keyring to be linked to. To create a link from a
225      keyring to a key, a process must have Write permission on the keyring and
226      Link permission on the key.
228  (*) Set Attribute
230      This permits a key's UID, GID and permissions mask to be changed.
232 For changing the ownership, group ID or permissions mask, being the owner of
233 the key or having the sysadmin capability is sufficient.
236 ===============
237 SELINUX SUPPORT
238 ===============
240 The security class "key" has been added to SELinux so that mandatory access
241 controls can be applied to keys created within various contexts.  This support
242 is preliminary, and is likely to change quite significantly in the near future.
243 Currently, all of the basic permissions explained above are provided in SELinux
244 as well; SE Linux is simply invoked after all basic permission checks have been
245 performed.
247 Each key is labeled with the same context as the task to which it belongs.
248 Typically, this is the same task that was running when the key was created.
249 The default keyrings are handled differently, but in a way that is very
250 intuitive:
252  (*) The user and user session keyrings that are created when the user logs in
253      are currently labeled with the context of the login manager.
255  (*) The keyrings associated with new threads are each labeled with the context
256      of their associated thread, and both session and process keyrings are
257      handled similarly.
259 Note, however, that the default keyrings associated with the root user are
260 labeled with the default kernel context, since they are created early in the
261 boot process, before root has a chance to log in.
264 ================
265 NEW PROCFS FILES
266 ================
268 Two files have been added to procfs by which an administrator can find out
269 about the status of the key service:
271  (*) /proc/keys
273      This lists all the keys on the system, giving information about their
274      type, description and permissions. The payload of the key is not available
275      this way:
277         SERIAL   FLAGS  USAGE EXPY PERM     UID   GID   TYPE      DESCRIPTION: SUMMARY
278         00000001 I-----    39 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _uid_ses.0: 1/4
279         00000002 I-----     2 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _uid.0: empty
280         00000007 I-----     1 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _pid.1: empty
281         0000018d I-----     1 perm 1f3f0000     0     0 keyring   _pid.412: empty
282         000004d2 I--Q--     1 perm 1f3f0000    32    -1 keyring   _uid.32: 1/4
283         000004d3 I--Q--     3 perm 1f3f0000    32    -1 keyring   _uid_ses.32: empty
284         00000892 I--QU-     1 perm 1f000000     0     0 user      metal:copper: 0
285         00000893 I--Q-N     1  35s 1f3f0000     0     0 user      metal:silver: 0
286         00000894 I--Q--     1  10h 003f0000     0     0 user      metal:gold: 0
288      The flags are:
290         I       Instantiated
291         R       Revoked
292         D       Dead
293         Q       Contributes to user's quota
294         U       Under contruction by callback to userspace
295         N       Negative key
297      This file must be enabled at kernel configuration time as it allows anyone
298      to list the keys database.
300  (*) /proc/key-users
302      This file lists the tracking data for each user that has at least one key
303      on the system. Such data includes quota information and statistics:
305         [root@andromeda root]# cat /proc/key-users
306         0:     46 45/45 1/100 13/10000
307         29:     2 2/2 2/100 40/10000
308         32:     2 2/2 2/100 40/10000
309         38:     2 2/2 2/100 40/10000
311      The format of each line is
312         <UID>:                  User ID to which this applies
313         <usage>                 Structure refcount
314         <inst>/<keys>           Total number of keys and number instantiated
315         <keys>/<max>            Key count quota
316         <bytes>/<max>           Key size quota
319 ===============================
320 USERSPACE SYSTEM CALL INTERFACE
321 ===============================
323 Userspace can manipulate keys directly through three new syscalls: add_key,
324 request_key and keyctl. The latter provides a number of functions for
325 manipulating keys.
327 When referring to a key directly, userspace programs should use the key's
328 serial number (a positive 32-bit integer). However, there are some special
329 values available for referring to special keys and keyrings that relate to the
330 process making the call:
332         CONSTANT                        VALUE   KEY REFERENCED
333         ==============================  ======  ===========================
334         KEY_SPEC_THREAD_KEYRING         -1      thread-specific keyring
335         KEY_SPEC_PROCESS_KEYRING        -2      process-specific keyring
336         KEY_SPEC_SESSION_KEYRING        -3      session-specific keyring
337         KEY_SPEC_USER_KEYRING           -4      UID-specific keyring
338         KEY_SPEC_USER_SESSION_KEYRING   -5      UID-session keyring
339         KEY_SPEC_GROUP_KEYRING          -6      GID-specific keyring
340         KEY_SPEC_REQKEY_AUTH_KEY        -7      assumed request_key()
341                                                   authorisation key
344 The main syscalls are:
346  (*) Create a new key of given type, description and payload and add it to the
347      nominated keyring:
349         key_serial_t add_key(const char *type, const char *desc,
350                              const void *payload, size_t plen,
351                              key_serial_t keyring);
353      If a key of the same type and description as that proposed already exists
354      in the keyring, this will try to update it with the given payload, or it
355      will return error EEXIST if that function is not supported by the key
356      type. The process must also have permission to write to the key to be able
357      to update it. The new key will have all user permissions granted and no
358      group or third party permissions.
360      Otherwise, this will attempt to create a new key of the specified type and
361      description, and to instantiate it with the supplied payload and attach it
362      to the keyring. In this case, an error will be generated if the process
363      does not have permission to write to the keyring.
365      The payload is optional, and the pointer can be NULL if not required by
366      the type. The payload is plen in size, and plen can be zero for an empty
367      payload.
369      A new keyring can be generated by setting type "keyring", the keyring name
370      as the description (or NULL) and setting the payload to NULL.
372      User defined keys can be created by specifying type "user". It is
373      recommended that a user defined key's description by prefixed with a type
374      ID and a colon, such as "krb5tgt:" for a Kerberos 5 ticket granting
375      ticket.
377      Any other type must have been registered with the kernel in advance by a
378      kernel service such as a filesystem.
380      The ID of the new or updated key is returned if successful.
383  (*) Search the process's keyrings for a key, potentially calling out to
384      userspace to create it.
386         key_serial_t request_key(const char *type, const char *description,
387                                  const char *callout_info,
388                                  key_serial_t dest_keyring);
390      This function searches all the process's keyrings in the order thread,
391      process, session for a matching key. This works very much like
392      KEYCTL_SEARCH, including the optional attachment of the discovered key to
393      a keyring.
395      If a key cannot be found, and if callout_info is not NULL, then
396      /sbin/request-key will be invoked in an attempt to obtain a key. The
397      callout_info string will be passed as an argument to the program.
399      See also Documentation/keys-request-key.txt.
402 The keyctl syscall functions are:
404  (*) Map a special key ID to a real key ID for this process:
406         key_serial_t keyctl(KEYCTL_GET_KEYRING_ID, key_serial_t id,
407                             int create);
409      The special key specified by "id" is looked up (with the key being created
410      if necessary) and the ID of the key or keyring thus found is returned if
411      it exists.
413      If the key does not yet exist, the key will be created if "create" is
414      non-zero; and the error ENOKEY will be returned if "create" is zero.
417  (*) Replace the session keyring this process subscribes to with a new one:
419         key_serial_t keyctl(KEYCTL_JOIN_SESSION_KEYRING, const char *name);
421      If name is NULL, an anonymous keyring is created attached to the process
422      as its session keyring, displacing the old session keyring.
424      If name is not NULL, if a keyring of that name exists, the process
425      attempts to attach it as the session keyring, returning an error if that
426      is not permitted; otherwise a new keyring of that name is created and
427      attached as the session keyring.
429      To attach to a named keyring, the keyring must have search permission for
430      the process's ownership.
432      The ID of the new session keyring is returned if successful.
435  (*) Update the specified key:
437         long keyctl(KEYCTL_UPDATE, key_serial_t key, const void *payload,
438                     size_t plen);
440      This will try to update the specified key with the given payload, or it
441      will return error EOPNOTSUPP if that function is not supported by the key
442      type. The process must also have permission to write to the key to be able
443      to update it.
445      The payload is of length plen, and may be absent or empty as for
446      add_key().
449  (*) Revoke a key:
451         long keyctl(KEYCTL_REVOKE, key_serial_t key);
453      This makes a key unavailable for further operations. Further attempts to
454      use the key will be met with error EKEYREVOKED, and the key will no longer
455      be findable.
458  (*) Change the ownership of a key:
460         long keyctl(KEYCTL_CHOWN, key_serial_t key, uid_t uid, gid_t gid);
462      This function permits a key's owner and group ID to be changed. Either one
463      of uid or gid can be set to -1 to suppress that change.
465      Only the superuser can change a key's owner to something other than the
466      key's current owner. Similarly, only the superuser can change a key's
467      group ID to something other than the calling process's group ID or one of
468      its group list members.
471  (*) Change the permissions mask on a key:
473         long keyctl(KEYCTL_SETPERM, key_serial_t key, key_perm_t perm);
475      This function permits the owner of a key or the superuser to change the
476      permissions mask on a key.
478      Only bits the available bits are permitted; if any other bits are set,
479      error EINVAL will be returned.
482  (*) Describe a key:
484         long keyctl(KEYCTL_DESCRIBE, key_serial_t key, char *buffer,
485                     size_t buflen);
487      This function returns a summary of the key's attributes (but not its
488      payload data) as a string in the buffer provided.
490      Unless there's an error, it always returns the amount of data it could
491      produce, even if that's too big for the buffer, but it won't copy more
492      than requested to userspace. If the buffer pointer is NULL then no copy
493      will take place.
495      A process must have view permission on the key for this function to be
496      successful.
498      If successful, a string is placed in the buffer in the following format:
500         <type>;<uid>;<gid>;<perm>;<description>
502      Where type and description are strings, uid and gid are decimal, and perm
503      is hexadecimal. A NUL character is included at the end of the string if
504      the buffer is sufficiently big.
506      This can be parsed with
508         sscanf(buffer, "%[^;];%d;%d;%o;%s", type, &uid, &gid, &mode, desc);
511  (*) Clear out a keyring:
513         long keyctl(KEYCTL_CLEAR, key_serial_t keyring);
515      This function clears the list of keys attached to a keyring. The calling
516      process must have write permission on the keyring, and it must be a
517      keyring (or else error ENOTDIR will result).
520  (*) Link a key into a keyring:
522         long keyctl(KEYCTL_LINK, key_serial_t keyring, key_serial_t key);
524      This function creates a link from the keyring to the key. The process must
525      have write permission on the keyring and must have link permission on the
526      key.
528      Should the keyring not be a keyring, error ENOTDIR will result; and if the
529      keyring is full, error ENFILE will result.
531      The link procedure checks the nesting of the keyrings, returning ELOOP if
532      it appears too deep or EDEADLK if the link would introduce a cycle.
534      Any links within the keyring to keys that match the new key in terms of
535      type and description will be discarded from the keyring as the new one is
536      added.
539  (*) Unlink a key or keyring from another keyring:
541         long keyctl(KEYCTL_UNLINK, key_serial_t keyring, key_serial_t key);
543      This function looks through the keyring for the first link to the
544      specified key, and removes it if found. Subsequent links to that key are
545      ignored. The process must have write permission on the keyring.
547      If the keyring is not a keyring, error ENOTDIR will result; and if the key
548      is not present, error ENOENT will be the result.
551  (*) Search a keyring tree for a key:
553         key_serial_t keyctl(KEYCTL_SEARCH, key_serial_t keyring,
554                             const char *type, const char *description,
555                             key_serial_t dest_keyring);
557      This searches the keyring tree headed by the specified keyring until a key
558      is found that matches the type and description criteria. Each keyring is
559      checked for keys before recursion into its children occurs.
561      The process must have search permission on the top level keyring, or else
562      error EACCES will result. Only keyrings that the process has search
563      permission on will be recursed into, and only keys and keyrings for which
564      a process has search permission can be matched. If the specified keyring
565      is not a keyring, ENOTDIR will result.
567      If the search succeeds, the function will attempt to link the found key
568      into the destination keyring if one is supplied (non-zero ID). All the
569      constraints applicable to KEYCTL_LINK apply in this case too.
571      Error ENOKEY, EKEYREVOKED or EKEYEXPIRED will be returned if the search
572      fails. On success, the resulting key ID will be returned.
575  (*) Read the payload data from a key:
577         long keyctl(KEYCTL_READ, key_serial_t keyring, char *buffer,
578                     size_t buflen);
580      This function attempts to read the payload data from the specified key
581      into the buffer. The process must have read permission on the key to
582      succeed.
584      The returned data will be processed for presentation by the key type. For
585      instance, a keyring will return an array of key_serial_t entries
586      representing the IDs of all the keys to which it is subscribed. The user
587      defined key type will return its data as is. If a key type does not
588      implement this function, error EOPNOTSUPP will result.
590      As much of the data as can be fitted into the buffer will be copied to
591      userspace if the buffer pointer is not NULL.
593      On a successful return, the function will always return the amount of data
594      available rather than the amount copied.
597  (*) Instantiate a partially constructed key.
599         long keyctl(KEYCTL_INSTANTIATE, key_serial_t key,
600                     const void *payload, size_t plen,
601                     key_serial_t keyring);
603      If the kernel calls back to userspace to complete the instantiation of a
604      key, userspace should use this call to supply data for the key before the
605      invoked process returns, or else the key will be marked negative
606      automatically.
608      The process must have write access on the key to be able to instantiate
609      it, and the key must be uninstantiated.
611      If a keyring is specified (non-zero), the key will also be linked into
612      that keyring, however all the constraints applying in KEYCTL_LINK apply in
613      this case too.
615      The payload and plen arguments describe the payload data as for add_key().
618  (*) Negatively instantiate a partially constructed key.
620         long keyctl(KEYCTL_NEGATE, key_serial_t key,
621                     unsigned timeout, key_serial_t keyring);
623      If the kernel calls back to userspace to complete the instantiation of a
624      key, userspace should use this call mark the key as negative before the
625      invoked process returns if it is unable to fulfil the request.
627      The process must have write access on the key to be able to instantiate
628      it, and the key must be uninstantiated.
630      If a keyring is specified (non-zero), the key will also be linked into
631      that keyring, however all the constraints applying in KEYCTL_LINK apply in
632      this case too.
635  (*) Set the default request-key destination keyring.
637         long keyctl(KEYCTL_SET_REQKEY_KEYRING, int reqkey_defl);
639      This sets the default keyring to which implicitly requested keys will be
640      attached for this thread. reqkey_defl should be one of these constants:
642         CONSTANT                                VALUE   NEW DEFAULT KEYRING
643         ======================================  ======  =======================
644         KEY_REQKEY_DEFL_NO_CHANGE               -1      No change
645         KEY_REQKEY_DEFL_DEFAULT                 0       Default[1]
646         KEY_REQKEY_DEFL_THREAD_KEYRING          1       Thread keyring
647         KEY_REQKEY_DEFL_PROCESS_KEYRING         2       Process keyring
648         KEY_REQKEY_DEFL_SESSION_KEYRING         3       Session keyring
649         KEY_REQKEY_DEFL_USER_KEYRING            4       User keyring
650         KEY_REQKEY_DEFL_USER_SESSION_KEYRING    5       User session keyring
651         KEY_REQKEY_DEFL_GROUP_KEYRING           6       Group keyring
653      The old default will be returned if successful and error EINVAL will be
654      returned if reqkey_defl is not one of the above values.
656      The default keyring can be overridden by the keyring indicated to the
657      request_key() system call.
659      Note that this setting is inherited across fork/exec.
661      [1] The default default is: the thread keyring if there is one, otherwise
662      the process keyring if there is one, otherwise the session keyring if
663      there is one, otherwise the user default session keyring.
666  (*) Set the timeout on a key.
668         long keyctl(KEYCTL_SET_TIMEOUT, key_serial_t key, unsigned timeout);
670      This sets or clears the timeout on a key. The timeout can be 0 to clear
671      the timeout or a number of seconds to set the expiry time that far into
672      the future.
674      The process must have attribute modification access on a key to set its
675      timeout. Timeouts may not be set with this function on negative, revoked
676      or expired keys.
679  (*) Assume the authority granted to instantiate a key
681         long keyctl(KEYCTL_ASSUME_AUTHORITY, key_serial_t key);
683      This assumes or divests the authority required to instantiate the
684      specified key. Authority can only be assumed if the thread has the
685      authorisation key associated with the specified key in its keyrings
686      somewhere.
688      Once authority is assumed, searches for keys will also search the
689      requester's keyrings using the requester's security label, UID, GID and
690      groups.
692      If the requested authority is unavailable, error EPERM will be returned,
693      likewise if the authority has been revoked because the target key is
694      already instantiated.
696      If the specified key is 0, then any assumed authority will be divested.
698      The assumed authorititive key is inherited across fork and exec.
701 ===============
702 KERNEL SERVICES
703 ===============
705 The kernel services for key managment are fairly simple to deal with. They can
706 be broken down into two areas: keys and key types.
708 Dealing with keys is fairly straightforward. Firstly, the kernel service
709 registers its type, then it searches for a key of that type. It should retain
710 the key as long as it has need of it, and then it should release it. For a
711 filesystem or device file, a search would probably be performed during the open
712 call, and the key released upon close. How to deal with conflicting keys due to
713 two different users opening the same file is left to the filesystem author to
714 solve.
716 Note that there are two different types of pointers to keys that may be
717 encountered:
719  (*) struct key *
721      This simply points to the key structure itself. Key structures will be at
722      least four-byte aligned.
724  (*) key_ref_t
726      This is equivalent to a struct key *, but the least significant bit is set
727      if the caller "possesses" the key. By "possession" it is meant that the
728      calling processes has a searchable link to the key from one of its
729      keyrings. There are three functions for dealing with these:
731         key_ref_t make_key_ref(const struct key *key,
732                                unsigned long possession);
734         struct key *key_ref_to_ptr(const key_ref_t key_ref);
736         unsigned long is_key_possessed(const key_ref_t key_ref);
738      The first function constructs a key reference from a key pointer and
739      possession information (which must be 0 or 1 and not any other value).
741      The second function retrieves the key pointer from a reference and the
742      third retrieves the possession flag.
744 When accessing a key's payload contents, certain precautions must be taken to
745 prevent access vs modification races. See the section "Notes on accessing
746 payload contents" for more information.
748 (*) To search for a key, call:
750         struct key *request_key(const struct key_type *type,
751                                 const char *description,
752                                 const char *callout_string);
754     This is used to request a key or keyring with a description that matches
755     the description specified according to the key type's match function. This
756     permits approximate matching to occur. If callout_string is not NULL, then
757     /sbin/request-key will be invoked in an attempt to obtain the key from
758     userspace. In that case, callout_string will be passed as an argument to
759     the program.
761     Should the function fail error ENOKEY, EKEYEXPIRED or EKEYREVOKED will be
762     returned.
764     If successful, the key will have been attached to the default keyring for
765     implicitly obtained request-key keys, as set by KEYCTL_SET_REQKEY_KEYRING.
767     See also Documentation/keys-request-key.txt.
770 (*) When it is no longer required, the key should be released using:
772         void key_put(struct key *key);
774     Or:
776         void key_ref_put(key_ref_t key_ref);
778     These can be called from interrupt context. If CONFIG_KEYS is not set then
779     the argument will not be parsed.
782 (*) Extra references can be made to a key by calling the following function:
784         struct key *key_get(struct key *key);
786     These need to be disposed of by calling key_put() when they've been
787     finished with. The key pointer passed in will be returned. If the pointer
788     is NULL or CONFIG_KEYS is not set then the key will not be dereferenced and
789     no increment will take place.
792 (*) A key's serial number can be obtained by calling:
794         key_serial_t key_serial(struct key *key);
796     If key is NULL or if CONFIG_KEYS is not set then 0 will be returned (in the
797     latter case without parsing the argument).
800 (*) If a keyring was found in the search, this can be further searched by:
802         key_ref_t keyring_search(key_ref_t keyring_ref,
803                                  const struct key_type *type,
804                                  const char *description)
806     This searches the keyring tree specified for a matching key. Error ENOKEY
807     is returned upon failure (use IS_ERR/PTR_ERR to determine). If successful,
808     the returned key will need to be released.
810     The possession attribute from the keyring reference is used to control
811     access through the permissions mask and is propagated to the returned key
812     reference pointer if successful.
815 (*) To check the validity of a key, this function can be called:
817         int validate_key(struct key *key);
819     This checks that the key in question hasn't expired or and hasn't been
820     revoked. Should the key be invalid, error EKEYEXPIRED or EKEYREVOKED will
821     be returned. If the key is NULL or if CONFIG_KEYS is not set then 0 will be
822     returned (in the latter case without parsing the argument).
825 (*) To register a key type, the following function should be called:
827         int register_key_type(struct key_type *type);
829     This will return error EEXIST if a type of the same name is already
830     present.
833 (*) To unregister a key type, call:
835         void unregister_key_type(struct key_type *type);
838 ===================================
839 NOTES ON ACCESSING PAYLOAD CONTENTS
840 ===================================
842 The simplest payload is just a number in key->payload.value. In this case,
843 there's no need to indulge in RCU or locking when accessing the payload.
845 More complex payload contents must be allocated and a pointer to them set in
846 key->payload.data. One of the following ways must be selected to access the
847 data:
849  (1) Unmodifiable key type.
851      If the key type does not have a modify method, then the key's payload can
852      be accessed without any form of locking, provided that it's known to be
853      instantiated (uninstantiated keys cannot be "found").
855  (2) The key's semaphore.
857      The semaphore could be used to govern access to the payload and to control
858      the payload pointer. It must be write-locked for modifications and would
859      have to be read-locked for general access. The disadvantage of doing this
860      is that the accessor may be required to sleep.
862  (3) RCU.
864      RCU must be used when the semaphore isn't already held; if the semaphore
865      is held then the contents can't change under you unexpectedly as the
866      semaphore must still be used to serialise modifications to the key. The
867      key management code takes care of this for the key type.
869      However, this means using:
871         rcu_read_lock() ... rcu_dereference() ... rcu_read_unlock()
873      to read the pointer, and:
875         rcu_dereference() ... rcu_assign_pointer() ... call_rcu()
877      to set the pointer and dispose of the old contents after a grace period.
878      Note that only the key type should ever modify a key's payload.
880      Furthermore, an RCU controlled payload must hold a struct rcu_head for the
881      use of call_rcu() and, if the payload is of variable size, the length of
882      the payload. key->datalen cannot be relied upon to be consistent with the
883      payload just dereferenced if the key's semaphore is not held.
886 ===================
887 DEFINING A KEY TYPE
888 ===================
890 A kernel service may want to define its own key type. For instance, an AFS
891 filesystem might want to define a Kerberos 5 ticket key type. To do this, it
892 author fills in a struct key_type and registers it with the system.
894 The structure has a number of fields, some of which are mandatory:
896  (*) const char *name
898      The name of the key type. This is used to translate a key type name
899      supplied by userspace into a pointer to the structure.
902  (*) size_t def_datalen
904      This is optional - it supplies the default payload data length as
905      contributed to the quota. If the key type's payload is always or almost
906      always the same size, then this is a more efficient way to do things.
908      The data length (and quota) on a particular key can always be changed
909      during instantiation or update by calling:
911         int key_payload_reserve(struct key *key, size_t datalen);
913      With the revised data length. Error EDQUOT will be returned if this is not
914      viable.
917  (*) int (*instantiate)(struct key *key, const void *data, size_t datalen);
919      This method is called to attach a payload to a key during construction.
920      The payload attached need not bear any relation to the data passed to this
921      function.
923      If the amount of data attached to the key differs from the size in
924      keytype->def_datalen, then key_payload_reserve() should be called.
926      This method does not have to lock the key in order to attach a payload.
927      The fact that KEY_FLAG_INSTANTIATED is not set in key->flags prevents
928      anything else from gaining access to the key.
930      It is safe to sleep in this method.
933  (*) int (*update)(struct key *key, const void *data, size_t datalen);
935      If this type of key can be updated, then this method should be provided.
936      It is called to update a key's payload from the blob of data provided.
938      key_payload_reserve() should be called if the data length might change
939      before any changes are actually made. Note that if this succeeds, the type
940      is committed to changing the key because it's already been altered, so all
941      memory allocation must be done first.
943      The key will have its semaphore write-locked before this method is called,
944      but this only deters other writers; any changes to the key's payload must
945      be made under RCU conditions, and call_rcu() must be used to dispose of
946      the old payload.
948      key_payload_reserve() should be called before the changes are made, but
949      after all allocations and other potentially failing function calls are
950      made.
952      It is safe to sleep in this method.
955  (*) int (*match)(const struct key *key, const void *desc);
957      This method is called to match a key against a description. It should
958      return non-zero if the two match, zero if they don't.
960      This method should not need to lock the key in any way. The type and
961      description can be considered invariant, and the payload should not be
962      accessed (the key may not yet be instantiated).
964      It is not safe to sleep in this method; the caller may hold spinlocks.
967  (*) void (*revoke)(struct key *key);
969      This method is optional.  It is called to discard part of the payload
970      data upon a key being revoked.  The caller will have the key semaphore
971      write-locked.
973      It is safe to sleep in this method, though care should be taken to avoid
974      a deadlock against the key semaphore.
977  (*) void (*destroy)(struct key *key);
979      This method is optional. It is called to discard the payload data on a key
980      when it is being destroyed.
982      This method does not need to lock the key to access the payload; it can
983      consider the key as being inaccessible at this time. Note that the key's
984      type may have been changed before this function is called.
986      It is not safe to sleep in this method; the caller may hold spinlocks.
989  (*) void (*describe)(const struct key *key, struct seq_file *p);
991      This method is optional. It is called during /proc/keys reading to
992      summarise a key's description and payload in text form.
994      This method will be called with the RCU read lock held. rcu_dereference()
995      should be used to read the payload pointer if the payload is to be
996      accessed. key->datalen cannot be trusted to stay consistent with the
997      contents of the payload.
999      The description will not change, though the key's state may.
1001      It is not safe to sleep in this method; the RCU read lock is held by the
1002      caller.
1005  (*) long (*read)(const struct key *key, char __user *buffer, size_t buflen);
1007      This method is optional. It is called by KEYCTL_READ to translate the
1008      key's payload into something a blob of data for userspace to deal with.
1009      Ideally, the blob should be in the same format as that passed in to the
1010      instantiate and update methods.
1012      If successful, the blob size that could be produced should be returned
1013      rather than the size copied.
1015      This method will be called with the key's semaphore read-locked. This will
1016      prevent the key's payload changing. It is not necessary to use RCU locking
1017      when accessing the key's payload. It is safe to sleep in this method, such
1018      as might happen when the userspace buffer is accessed.
1021 ============================
1022 REQUEST-KEY CALLBACK SERVICE
1023 ============================
1025 To create a new key, the kernel will attempt to execute the following command
1026 line:
1028         /sbin/request-key create <key> <uid> <gid> \
1029                 <threadring> <processring> <sessionring> <callout_info>
1031 <key> is the key being constructed, and the three keyrings are the process
1032 keyrings from the process that caused the search to be issued. These are
1033 included for two reasons:
1035   (1) There may be an authentication token in one of the keyrings that is
1036       required to obtain the key, eg: a Kerberos Ticket-Granting Ticket.
1038   (2) The new key should probably be cached in one of these rings.
1040 This program should set it UID and GID to those specified before attempting to
1041 access any more keys. It may then look around for a user specific process to
1042 hand the request off to (perhaps a path held in placed in another key by, for
1043 example, the KDE desktop manager).
1045 The program (or whatever it calls) should finish construction of the key by
1046 calling KEYCTL_INSTANTIATE, which also permits it to cache the key in one of
1047 the keyrings (probably the session ring) before returning. Alternatively, the
1048 key can be marked as negative with KEYCTL_NEGATE; this also permits the key to
1049 be cached in one of the keyrings.
1051 If it returns with the key remaining in the unconstructed state, the key will
1052 be marked as being negative, it will be added to the session keyring, and an
1053 error will be returned to the key requestor.
1055 Supplementary information may be provided from whoever or whatever invoked this
1056 service. This will be passed as the <callout_info> parameter. If no such
1057 information was made available, then "-" will be passed as this parameter
1058 instead.
1061 Similarly, the kernel may attempt to update an expired or a soon to expire key
1062 by executing:
1064         /sbin/request-key update <key> <uid> <gid> \
1065                 <threadring> <processring> <sessionring>
1067 In this case, the program isn't required to actually attach the key to a ring;
1068 the rings are provided for reference.