sys/security/audit/audit_worker.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1999-2008 Apple Inc.
   3  * Copyright (c) 2006-2008 Robert N. M. Watson
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1.  Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *     notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2.  Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *     notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *     documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  * 3.  Neither the name of Apple Inc. ("Apple") nor the names of
  15  *     its contributors may be used to endorse or promote products derived
  16  *     from this software without specific prior written permission.
  17  *
  18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY APPLE AND ITS CONTRIBUTORS "AS IS" AND
  19  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  20  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  21  * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL APPLE OR ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR
  22  * ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  23  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  24  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  25  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  26  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING
  27  * IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  28  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  29  */
  30
  31 #include <sys/cdefs.h>
  32 __FBSDID("$FreeBSD$");
  33
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/condvar.h>
  36 #include <sys/conf.h>
  37 #include <sys/file.h>
  38 #include <sys/filedesc.h>
  39 #include <sys/fcntl.h>
  40 #include <sys/ipc.h>
  41 #include <sys/kernel.h>
  42 #include <sys/kthread.h>
  43 #include <sys/malloc.h>
  44 #include <sys/mount.h>
  45 #include <sys/namei.h>
  46 #include <sys/proc.h>
  47 #include <sys/queue.h>
  48 #include <sys/socket.h>
  49 #include <sys/socketvar.h>
  50 #include <sys/protosw.h>
  51 #include <sys/domain.h>
  52 #include <sys/sx.h>
  53 #include <sys/sysproto.h>
  54 #include <sys/sysent.h>
  55 #include <sys/systm.h>
  56 #include <sys/ucred.h>
  57 #include <sys/uio.h>
  58 #include <sys/un.h>
  59 #include <sys/unistd.h>
  60 #include <sys/vnode.h>
  61
  62 #include <bsm/audit.h>
  63 #include <bsm/audit_internal.h>
  64 #include <bsm/audit_kevents.h>
  65
  66 #include <netinet/in.h>
  67 #include <netinet/in_pcb.h>
  68
  69 #include <security/audit/audit.h>
  70 #include <security/audit/audit_private.h>
  71
  72 #include <vm/uma.h>
  73
  74 /*
  75  * Worker thread that will schedule disk I/O, etc.
  76  */
  77 static struct proc              *audit_thread;
  78
  79 /*
  80  * audit_cred and audit_vp are the stored credential and vnode to use for
  81  * active audit trail.  They are protected by the audit worker lock, which
  82  * will be held across all I/O and all rotation to prevent them from being
  83  * replaced (rotated) while in use.  The audit_file_rotate_wait flag is set
  84  * when the kernel has delivered a trigger to auditd to rotate the trail, and
  85  * is cleared when the next rotation takes place.  It is also protected by
  86  * the audit worker lock.
  87  */
  88 static int               audit_file_rotate_wait;
  89 static struct ucred     *audit_cred;
  90 static struct vnode     *audit_vp;
  91 static off_t             audit_size;
  92 static struct sx         audit_worker_lock;
  93
  94 #define AUDIT_WORKER_LOCK_INIT()        sx_init(&audit_worker_lock, \
  95                                             "audit_worker_lock");
  96 #define AUDIT_WORKER_LOCK_ASSERT()      sx_assert(&audit_worker_lock, \
  97                                             SA_XLOCKED)
  98 #define AUDIT_WORKER_LOCK()             sx_xlock(&audit_worker_lock)
  99 #define AUDIT_WORKER_UNLOCK()           sx_xunlock(&audit_worker_lock)
 100
 101 /*
 102  * Write an audit record to a file, performed as the last stage after both
 103  * preselection and BSM conversion.  Both space management and write failures
 104  * are handled in this function.
 105  *
 106  * No attempt is made to deal with possible failure to deliver a trigger to
 107  * the audit daemon, since the message is asynchronous anyway.
 108  */
 109 static void
 110 audit_record_write(struct vnode *vp, struct ucred *cred, void *data,
 111     size_t len)
 112 {
 113         static struct timeval last_lowspace_trigger;
 114         static struct timeval last_fail;
 115         static int cur_lowspace_trigger;
 116         struct statfs *mnt_stat;
 117         int error, vfslocked;
 118         static int cur_fail;
 119         long temp;
 120
 121         AUDIT_WORKER_LOCK_ASSERT();
 122
 123         if (vp == NULL)
 124                 return;
 125
 126         mnt_stat = &vp->v_mount->mnt_stat;
 127         vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(vp->v_mount);
 128
 129         /*
 130          * First, gather statistics on the audit log file and file system so
 131          * that we know how we're doing on space.  Consider failure of these
 132          * operations to indicate a future inability to write to the file.
 133          */
 134         error = VFS_STATFS(vp->v_mount, mnt_stat);
 135         if (error)
 136                 goto fail;
 137
 138         /*
 139          * We handle four different space-related limits:
 140          *
 141          * - A fixed (hard) limit on the minimum free blocks we require on
 142          *   the file system, and results in record loss, a trigger, and
 143          *   possible fail stop due to violating invariants.
 144          *
 145          * - An administrative (soft) limit, which when fallen below, results
 146          *   in the kernel notifying the audit daemon of low space.
 147          *
 148          * - An audit trail size limit, which when gone above, results in the
 149          *   kernel notifying the audit daemon that rotation is desired.
 150          *
 151          * - The total depth of the kernel audit record exceeding free space,
 152          *   which can lead to possible fail stop (with drain), in order to
 153          *   prevent violating invariants.  Failure here doesn't halt
 154          *   immediately, but prevents new records from being generated.
 155          *
 156          * Possibly, the last of these should be handled differently, always
 157          * allowing a full queue to be lost, rather than trying to prevent
 158          * loss.
 159          *
 160          * First, handle the hard limit, which generates a trigger and may
 161          * fail stop.  This is handled in the same manner as ENOSPC from
 162          * VOP_WRITE, and results in record loss.
 163          */
 164         if (mnt_stat->f_bfree < AUDIT_HARD_LIMIT_FREE_BLOCKS) {
 165                 error = ENOSPC;
 166                 goto fail_enospc;
 167         }
 168
 169         /*
 170          * Second, handle falling below the soft limit, if defined; we send
 171          * the daemon a trigger and continue processing the record.  Triggers
 172          * are limited to 1/sec.
 173          */
 174         if (audit_qctrl.aq_minfree != 0) {
 175                 temp = mnt_stat->f_blocks / (100 / audit_qctrl.aq_minfree);
 176                 if (mnt_stat->f_bfree < temp) {
 177                         if (ppsratecheck(&last_lowspace_trigger,
 178                             &cur_lowspace_trigger, 1)) {
 179                                 (void)audit_send_trigger(
 180                                     AUDIT_TRIGGER_LOW_SPACE);
 181                                 printf("Warning: disk space low (< %d%% free) "
 182                                     "on audit log file-system\n",
 183                                     audit_qctrl.aq_minfree);
 184                         }
 185                 }
 186         }
 187
 188         /*
 189          * If the current file is getting full, generate a rotation trigger
 190          * to the daemon.  This is only approximate, which is fine as more
 191          * records may be generated before the daemon rotates the file.
 192          */
 193         if (audit_fstat.af_filesz != 0 &&
 194             audit_size >= audit_fstat.af_filesz * (audit_file_rotate_wait + 1)) {
 195                 AUDIT_WORKER_LOCK_ASSERT();
 196
 197                 audit_file_rotate_wait++;
 198                 (void)audit_send_trigger(AUDIT_TRIGGER_ROTATE_KERNEL);
 199         }
 200
 201         /*
 202          * If the estimated amount of audit data in the audit event queue
 203          * (plus records allocated but not yet queued) has reached the amount
 204          * of free space on the disk, then we need to go into an audit fail
 205          * stop state, in which we do not permit the allocation/committing of
 206          * any new audit records.  We continue to process records but don't
 207          * allow any activities that might generate new records.  In the
 208          * future, we might want to detect when space is available again and
 209          * allow operation to continue, but this behavior is sufficient to
 210          * meet fail stop requirements in CAPP.
 211          */
 212         if (audit_fail_stop) {
 213                 if ((unsigned long)((audit_q_len + audit_pre_q_len + 1) *
 214                     MAX_AUDIT_RECORD_SIZE) / mnt_stat->f_bsize >=
 215                     (unsigned long)(mnt_stat->f_bfree)) {
 216                         if (ppsratecheck(&last_fail, &cur_fail, 1))
 217                                 printf("audit_record_write: free space "
 218                                     "below size of audit queue, failing "
 219                                     "stop\n");
 220                         audit_in_failure = 1;
 221                 } else if (audit_in_failure) {
 222                         /*
 223                          * Note: if we want to handle recovery, this is the
 224                          * spot to do it: unset audit_in_failure, and issue a
 225                          * wakeup on the cv.
 226                          */
 227                 }
 228         }
 229
 230         error = vn_rdwr(UIO_WRITE, vp, data, len, (off_t)0, UIO_SYSSPACE,
 231             IO_APPEND|IO_UNIT, cred, NULL, NULL, curthread);
 232         if (error == ENOSPC)
 233                 goto fail_enospc;
 234         else if (error)
 235                 goto fail;
 236         AUDIT_WORKER_LOCK_ASSERT();
 237         audit_size += len;
 238
 239         /*
 240          * Catch completion of a queue drain here; if we're draining and the
 241          * queue is now empty, fail stop.  That audit_fail_stop is implicitly
 242          * true, since audit_in_failure can only be set of audit_fail_stop is
 243          * set.
 244          *
 245          * Note: if we handle recovery from audit_in_failure, then we need to
 246          * make panic here conditional.
 247          */
 248         if (audit_in_failure) {
 249                 if (audit_q_len == 0 && audit_pre_q_len == 0) {
 250                         VOP_LOCK(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 251                         (void)VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, curthread);
 252                         VOP_UNLOCK(vp, 0);
 253                         panic("Audit store overflow; record queue drained.");
 254                 }
 255         }
 256
 257         VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
 258         return;
 259
 260 fail_enospc:
 261         /*
 262          * ENOSPC is considered a special case with respect to failures, as
 263          * this can reflect either our preemptive detection of insufficient
 264          * space, or ENOSPC returned by the vnode write call.
 265          */
 266         if (audit_fail_stop) {
 267                 VOP_LOCK(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 268                 (void)VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, curthread);
 269                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 270                 panic("Audit log space exhausted and fail-stop set.");
 271         }
 272         (void)audit_send_trigger(AUDIT_TRIGGER_NO_SPACE);
 273         audit_suspended = 1;
 274
 275         /* FALLTHROUGH */
 276 fail:
 277         /*
 278          * We have failed to write to the file, so the current record is
 279          * lost, which may require an immediate system halt.
 280          */
 281         if (audit_panic_on_write_fail) {
 282                 VOP_LOCK(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 283                 (void)VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, curthread);
 284                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 285                 panic("audit_worker: write error %d\n", error);
 286         } else if (ppsratecheck(&last_fail, &cur_fail, 1))
 287                 printf("audit_worker: write error %d\n", error);
 288         VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
 289 }
 290
 291 /*
 292  * Given a kernel audit record, process as required.  Kernel audit records
 293  * are converted to one, or possibly two, BSM records, depending on whether
 294  * there is a user audit record present also.  Kernel records need be
 295  * converted to BSM before they can be written out.  Both types will be
 296  * written to disk, and audit pipes.
 297  */
 298 static void
 299 audit_worker_process_record(struct kaudit_record *ar)
 300 {
 301         struct au_record *bsm;
 302         au_class_t class;
 303         au_event_t event;
 304         au_id_t auid;
 305         int error, sorf;
 306         int locked;
 307
 308         /*
 309          * We hold the audit worker lock over both writes, if there are two,
 310          * so that the two records won't be split across a rotation and end
 311          * up in two different trail files.
 312          */
 313         if (((ar->k_ar_commit & AR_COMMIT_USER) &&
 314             (ar->k_ar_commit & AR_PRESELECT_USER_TRAIL)) ||
 315             (ar->k_ar_commit & AR_PRESELECT_TRAIL)) {
 316                 AUDIT_WORKER_LOCK();
 317                 locked = 1;
 318         } else
 319                 locked = 0;
 320
 321         /*
 322          * First, handle the user record, if any: commit to the system trail
 323          * and audit pipes as selected.
 324          */
 325         if ((ar->k_ar_commit & AR_COMMIT_USER) &&
 326             (ar->k_ar_commit & AR_PRESELECT_USER_TRAIL)) {
 327                 AUDIT_WORKER_LOCK_ASSERT();
 328                 audit_record_write(audit_vp, audit_cred, ar->k_udata,
 329                     ar->k_ulen);
 330         }
 331
 332         if ((ar->k_ar_commit & AR_COMMIT_USER) &&
 333             (ar->k_ar_commit & AR_PRESELECT_USER_PIPE))
 334                 audit_pipe_submit_user(ar->k_udata, ar->k_ulen);
 335
 336         if (!(ar->k_ar_commit & AR_COMMIT_KERNEL) ||
 337             ((ar->k_ar_commit & AR_PRESELECT_PIPE) == 0 &&
 338             (ar->k_ar_commit & AR_PRESELECT_TRAIL) == 0))
 339                 goto out;
 340
 341         auid = ar->k_ar.ar_subj_auid;
 342         event = ar->k_ar.ar_event;
 343         class = au_event_class(event);
 344         if (ar->k_ar.ar_errno == 0)
 345                 sorf = AU_PRS_SUCCESS;
 346         else
 347                 sorf = AU_PRS_FAILURE;
 348
 349         error = kaudit_to_bsm(ar, &bsm);
 350         switch (error) {
 351         case BSM_NOAUDIT:
 352                 goto out;
 353
 354         case BSM_FAILURE:
 355                 printf("audit_worker_process_record: BSM_FAILURE\n");
 356                 goto out;
 357
 358         case BSM_SUCCESS:
 359                 break;
 360
 361         default:
 362                 panic("kaudit_to_bsm returned %d", error);
 363         }
 364
 365         if (ar->k_ar_commit & AR_PRESELECT_TRAIL) {
 366                 AUDIT_WORKER_LOCK_ASSERT();
 367                 audit_record_write(audit_vp, audit_cred, bsm->data, bsm->len);
 368         }
 369
 370         if (ar->k_ar_commit & AR_PRESELECT_PIPE)
 371                 audit_pipe_submit(auid, event, class, sorf,
 372                     ar->k_ar_commit & AR_PRESELECT_TRAIL, bsm->data,
 373                     bsm->len);
 374
 375         kau_free(bsm);
 376 out:
 377         if (locked)
 378                 AUDIT_WORKER_UNLOCK();
 379 }
 380
 381 /*
 382  * The audit_worker thread is responsible for watching the event queue,
 383  * dequeueing records, converting them to BSM format, and committing them to
 384  * disk.  In order to minimize lock thrashing, records are dequeued in sets
 385  * to a thread-local work queue.
 386  *
 387  * Note: this means that the effect bound on the size of the pending record
 388  * queue is 2x the length of the global queue.
 389  */
 390 static void
 391 audit_worker(void *arg)
 392 {
 393         struct kaudit_queue ar_worklist;
 394         struct kaudit_record *ar;
 395         int lowater_signal;
 396
 397         TAILQ_INIT(&ar_worklist);
 398         mtx_lock(&audit_mtx);
 399         while (1) {
 400                 mtx_assert(&audit_mtx, MA_OWNED);
 401
 402                 /*
 403                  * Wait for a record.
 404                  */
 405                 while (TAILQ_EMPTY(&audit_q))
 406                         cv_wait(&audit_worker_cv, &audit_mtx);
 407
 408                 /*
 409                  * If there are records in the global audit record queue,
 410                  * transfer them to a thread-local queue and process them
 411                  * one by one.  If we cross the low watermark threshold,
 412                  * signal any waiting processes that they may wake up and
 413                  * continue generating records.
 414                  */
 415                 lowater_signal = 0;
 416                 while ((ar = TAILQ_FIRST(&audit_q))) {
 417                         TAILQ_REMOVE(&audit_q, ar, k_q);
 418                         audit_q_len--;
 419                         if (audit_q_len == audit_qctrl.aq_lowater)
 420                                 lowater_signal++;
 421                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ar_worklist, ar, k_q);
 422                 }
 423                 if (lowater_signal)
 424                         cv_broadcast(&audit_watermark_cv);
 425
 426                 mtx_unlock(&audit_mtx);
 427                 while ((ar = TAILQ_FIRST(&ar_worklist))) {
 428                         TAILQ_REMOVE(&ar_worklist, ar, k_q);
 429                         audit_worker_process_record(ar);
 430                         audit_free(ar);
 431                 }
 432                 mtx_lock(&audit_mtx);
 433         }
 434 }
 435
 436 /*
 437  * audit_rotate_vnode() is called by a user or kernel thread to configure or
 438  * de-configure auditing on a vnode.  The arguments are the replacement
 439  * credential (referenced) and vnode (referenced and opened) to substitute
 440  * for the current credential and vnode, if any.  If either is set to NULL,
 441  * both should be NULL, and this is used to indicate that audit is being
 442  * disabled.  Any previous cred/vnode will be closed and freed.  We re-enable
 443  * generating rotation requests to auditd.
 444  */
 445 void
 446 audit_rotate_vnode(struct ucred *cred, struct vnode *vp)
 447 {
 448         struct ucred *old_audit_cred;
 449         struct vnode *old_audit_vp;
 450         int vfslocked;
 451         struct vattr vattr;
 452
 453         KASSERT((cred != NULL && vp != NULL) || (cred == NULL && vp == NULL),
 454             ("audit_rotate_vnode: cred %p vp %p", cred, vp));
 455
 456         if (vp != NULL) {
 457                 vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
 458                 if (VOP_GETATTR(vp, &vattr, cred) != 0)
 459                         vattr.va_size = 0;
 460                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 461         } else {
 462                 vattr.va_size = 0;
 463         }
 464
 465         /*
 466          * Rotate the vnode/cred, and clear the rotate flag so that we will
 467          * send a rotate trigger if the new file fills.
 468          */
 469         AUDIT_WORKER_LOCK();
 470         old_audit_cred = audit_cred;
 471         old_audit_vp = audit_vp;
 472         audit_cred = cred;
 473         audit_vp = vp;
 474         audit_size = vattr.va_size;
 475         audit_file_rotate_wait = 0;
 476         audit_enabled = (audit_vp != NULL);
 477         AUDIT_WORKER_UNLOCK();
 478
 479         /*
 480          * If there was an old vnode/credential, close and free.
 481          */
 482         if (old_audit_vp != NULL) {
 483                 vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(old_audit_vp->v_mount);
 484                 vn_close(old_audit_vp, AUDIT_CLOSE_FLAGS, old_audit_cred,
 485                     curthread);
 486                 VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
 487                 crfree(old_audit_cred);
 488         }
 489 }
 490
 491 void
 492 audit_worker_init(void)
 493 {
 494         int error;
 495
 496         AUDIT_WORKER_LOCK_INIT();
 497         error = kproc_create(audit_worker, NULL, &audit_thread, RFHIGHPID,
 498             0, "audit");
 499         if (error)
 500                 panic("audit_worker_init: kproc_create returned %d", error);
 501 }