user.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2008 Andre Noll <maan@systemlinux.org>
   3  *
   4  * Licensed under the GPL v2. For licencing details see COPYING.
   5  */
   6
   7 /** \file user.c \brief User and user ID handling. */
   8
   9 #include "adu.h"
  10 #include <dirent.h> /* readdir() */
  11 #include <sys/types.h>
  12 #include <pwd.h>
  13 #include "user.h"
  14 #include "fd.h"
  15 #include "string.h"
  16 #include "error.h"
  17
  18 /**
  19  * Describes one range of admissible user IDs.
  20  *
  21  * adu converts the admissible user ids given at the command line
  22  * into an array of such structs.
  23  */
  24 struct uid_range {
  25         /** Lowest admissible user ID. */
  26         uint32_t low;
  27         /** Greatest admissible user ID. */
  28         uint32_t high;
  29 };
  30
  31 /** Iterate over all uid ranges. */
  32 #define FOR_EACH_UID_RANGE(ur, urs) for (ur = urs; ur->low <= ur->high; ur++)
  33
  34 /** Flags for the user hash table. */
  35 enum uid_info_flags {
  36         /** Whether this slot of the hash table is used. */
  37         UI_FL_SLOT_USED = 1,
  38         /** Whether this uid should be taken into account. */
  39         UI_FL_ADMISSIBLE = 2,
  40 };
  41
  42 /*
  43  * Contains info for each user that owns at least one regular file.
  44  *
  45  * Even users that are not taken into account because of the --uid
  46  * option occupy a slot in this hash table. This allows to find out
  47  * quicky whether a uid is admissible. And yes, this has to be fast.
  48  */
  49 static struct user_info *uid_hash_table;
  50
  51 /** This is always a power of two. It is set in create_hash_table(). */
  52 static uint32_t uid_hash_table_size;
  53
  54 /** The number of used slots in the hash table. */
  55 static uint32_t num_uids;
  56
  57 /*
  58  * The columns of the per-user tables.
  59  *
  60  * Adu tracks disk usage on a per-user basis. For each user, a user table is
  61  * being created. The rows of the user table have three columns: The directory
  62  * number that may be resolved to the path using the directory table, the
  63  * number of bytes and the number of files in that directory owned by the given
  64  * user.
  65  */
  66 static struct osl_column_description user_table_cols[] = {
  67         [UT_DIR_NUM] = {
  68                 .storage_type = OSL_MAPPED_STORAGE,
  69                 .storage_flags = OSL_RBTREE | OSL_FIXED_SIZE | OSL_UNIQUE,
  70                 .name = "dir_num",
  71                 .compare_function = uint64_compare,
  72                 .data_size = sizeof(uint64_t)
  73         },
  74         [UT_BYTES] = {
  75                 .storage_type = OSL_MAPPED_STORAGE,
  76                 .storage_flags = OSL_RBTREE | OSL_FIXED_SIZE,
  77                 .compare_function = size_compare,
  78                 .name = "num_bytes",
  79                 .data_size = sizeof(uint64_t)
  80         },
  81         [UT_FILES] = {
  82                 .storage_type = OSL_MAPPED_STORAGE,
  83                 .storage_flags = OSL_RBTREE | OSL_FIXED_SIZE,
  84                 .compare_function = size_compare,
  85                 .name = "num_files",
  86                 .data_size = sizeof(uint64_t)
  87         },
  88 };
  89
  90 static int check_uid_arg(const char *arg, uint32_t *uid)
  91 {
  92         const uint32_t max = ~0U;
  93         /*
  94          * we need an 64-bit int for string -> uid conversion because strtoll()
  95          * returns a signed value.
  96          */
  97         int64_t val;
  98         int ret = atoi64(arg, &val);
  99
 100         if (ret < 0)
 101                 return ret;
 102         if (val < 0 || val > max)
 103                 return -ERRNO_TO_ERROR(EINVAL);
 104         *uid = val;
 105         return 1;
 106 }
 107
 108 static int parse_uid_range(const char *orig_arg, struct uid_range *ur)
 109 {
 110         int ret;
 111         char *arg = adu_strdup(orig_arg), *p = strchr(arg, '-');
 112
 113         if (!p || p == arg) { /* -42 or 42 */
 114                 ret = check_uid_arg(p? p + 1 : arg, &ur->high);
 115                 if (ret < 0)
 116                         goto out;
 117                 ur->low = p? 0 : ur->high;
 118                 ret = 1;
 119                 goto out;
 120         }
 121         /* 42- or 42-4711 */
 122         *p = '\0';
 123         p++;
 124         ret = check_uid_arg(arg, &ur->low);
 125         if (ret < 0)
 126                 goto out;
 127         ur->high = ~0U;
 128         if (*p) { /* 42-4711 */
 129                 ret = check_uid_arg(p, &ur->high);
 130                 if (ret < 0)
 131                         goto out;
 132         }
 133         if (ur->low > ur->high)
 134                 ret = -ERRNO_TO_ERROR(EINVAL);
 135 out:
 136         if (ret < 0)
 137                 ERROR_LOG("bad uid option: %s\n", orig_arg);
 138         else
 139                 INFO_LOG("admissible uid range: %u - %u\n", ur->low,
 140                         ur->high);
 141         free(arg);
 142         return ret;
 143 }
 144
 145 /**
 146  * Convert the --uid argument to an array of uid ranges.
 147  *
 148  * \param orig_arg The argument to the --uid option.
 149  * \param ur Result pointer.
 150  *
 151  * Returns Negative on errors. On success, the number of uid ranges
 152  * is returned.
 153  */
 154 int parse_uid_arg(const char *orig_arg, struct uid_range **ur)
 155 {
 156         char *arg, **argv;
 157         unsigned n;
 158         int i, ret = 1;
 159
 160         if (!orig_arg)
 161                 return 0;
 162         arg = adu_strdup(orig_arg);
 163         n = split_args(arg, &argv, ",");
 164         if (!n)
 165                 return -E_SYNTAX;
 166         *ur = adu_malloc((n + 1) * sizeof(struct uid_range));
 167         for (i = 0; i < n; i++) {
 168                 ret = parse_uid_range(argv[i], *ur + i);
 169                 if (ret < 0)
 170                         break;
 171         }
 172         free(argv);
 173         free(arg);
 174         if (ret < 0) {
 175                 free(*ur);
 176                 *ur = NULL;
 177                 return ret;
 178         }
 179         /* an empty range indicates the end of the list */
 180         (*ur)[n].low = 1;
 181         (*ur)[n].high = 0;
 182         return n;
 183 }
 184
 185 static int uid_is_admissible(uint32_t uid, struct uid_range *urs)
 186 {
 187         struct uid_range *ur;
 188         int ret = 1;
 189
 190         if (!urs) /* empty array means all uids are allowed */
 191                 return 1;
 192         FOR_EACH_UID_RANGE(ur, urs)
 193                 if (ur->low <= uid && ur->high >= uid)
 194                         goto out;
 195         ret = 0;
 196 out:
 197         DEBUG_LOG("uid %u is %sadmissible\n", (unsigned)uid,
 198                 ret? "" : "not ");
 199         return ret;
 200 }
 201
 202 /**
 203  * Add each given user to the array of admissible users.
 204  *
 205  * \param users Array of user names to add.
 206  * \param num_users Length of \a users.
 207  * \param admissible_uids The users which are already admissible.
 208  * \param num_uid_ranges The number of intervals of \a admissible_uids.
 209  *
 210  * For each given user, the function checks whether that user is already
 211  * admissible, i.e. its uid is contained in one of the ranges given by \a
 212  * admissible_uids. If it is, the function ignores that user. Otherwise, a new
 213  * length-one range consisting of that uid only is appended to \a
 214  * admissible_uids.
 215  *
 216  * \return Negative on errors, the new number of uid ranges on success.
 217  */
 218 int append_users(char **users, int num_users,
 219                 struct uid_range **admissible_uids, int num_uid_ranges)
 220 {
 221         int i;
 222         struct uid_range *au = *admissible_uids;
 223
 224         for (i = 0; i < num_users; i++) {
 225                 char *u = users[i];
 226                 struct uid_range *ur;
 227                 struct passwd *pw = getpwnam(u);
 228
 229                 if (!pw) {
 230                         ERROR_LOG("user %s not found\n", u);
 231                         return -ERRNO_TO_ERROR(EINVAL);
 232                 }
 233                 if (au && uid_is_admissible(pw->pw_uid, au))
 234                         continue; /* nothing to do */
 235                 /* add a range consisting of this uid only */
 236                 num_uid_ranges++;
 237                 au = adu_realloc(au, (num_uid_ranges + 1) *
 238                         sizeof(struct uid_range));
 239                 *admissible_uids = au;
 240                 ur = au + num_uid_ranges - 1; /* the new uid range */
 241                 ur->low = ur->high = pw->pw_uid;
 242                 /* terminate the list */
 243                 ur++;
 244                 ur->low = 1;
 245                 ur->high = 0;
 246         }
 247         return num_uid_ranges;
 248 }
 249
 250 static inline int ui_used(struct user_info *ui)
 251 {
 252         return ui->flags & UI_FL_SLOT_USED;
 253 }
 254
 255 static inline int ui_admissible(struct user_info *ui)
 256 {
 257         return ui->flags & UI_FL_ADMISSIBLE;
 258 }
 259
 260 static int open_user_table(struct user_info *ui, int create)
 261 {
 262         int ret;
 263         struct passwd *pw;
 264
 265         ui->desc = adu_malloc(sizeof(*ui->desc));
 266         ui->desc->num_columns = NUM_UT_COLUMNS;
 267         ui->desc->flags = 0;
 268         ui->desc->column_descriptions = user_table_cols;
 269         ui->desc->dir = adu_strdup(database_dir);
 270         ui->desc->name = make_message("%u", (unsigned)ui->uid);
 271         pw = getpwuid(ui->uid);
 272         if (pw && pw->pw_name)
 273                 ui->pw_name = adu_strdup(pw->pw_name);
 274
 275         INFO_LOG("opening table for uid %u\n", (unsigned)ui->uid);
 276         if (create) {
 277                 ret = osl(osl_create_table(ui->desc));
 278                 if (ret < 0)
 279                         goto err;
 280                 num_uids++;
 281         }
 282         ret = osl(osl_open_table(ui->desc, &ui->table));
 283         if (ret < 0)
 284                 goto err;
 285         return 1;
 286 err:
 287         free((char *)ui->desc->name);
 288         free((char *)ui->desc->dir);
 289         free(ui->pw_name);
 290         free(ui->desc);
 291         ui->desc->name = NULL;
 292         ui->desc->dir = NULL;
 293         ui->desc = NULL;
 294         ui->table = NULL;
 295         ui->flags = 0;
 296         return ret;
 297 }
 298
 299 /** Iterate over each user in the uid hash table. */
 300 #define FOR_EACH_USER(ui) for (ui = uid_hash_table; ui < \
 301         uid_hash_table + uid_hash_table_size; ui++)
 302
 303
 304 /**
 305  * Execute the given function for each admissible user.
 306  *
 307  * \param func The function to execute.
 308  * \param data Arbitrary pointer.
 309  *
 310  * This function calls \a func for each admissible user in the uid hash table.
 311  * The \a data pointer is passed as the second argument to \a func.
 312  *
 313  * \return As soon as \a func returns a negative value, the loop is terminated
 314  * and that negative value is returned. Otherwise, the function returns 1.
 315  */
 316 int for_each_admissible_user(int (*func)(struct user_info *, void *),
 317                 void *data)
 318 {
 319         int i;
 320
 321         assert(uid_hash_table);
 322         for (i = 0; i < uid_hash_table_size; i++) {
 323                 int ret;
 324                 struct user_info *ui = uid_hash_table + i;
 325
 326                 if (!ui_used(ui) || !ui_admissible(ui))
 327                         continue;
 328                 ret = func(ui, data);
 329                 if (ret < 0)
 330                         return ret;
 331         }
 332         return 1;
 333 }
 334
 335 /** Prime number used for calculating the slot for an uid. */
 336 #define PRIME1 0xb11924e1
 337 /** Prime number used for probe all slots. */
 338 #define PRIME2 0x01000193
 339
 340 /**
 341  * Create a hash table large enough of given size.
 342  *
 343  * \param bits Sets the maximal number of hash table entries to ^bits.
 344  */
 345 void create_hash_table(unsigned bits)
 346 {
 347         uid_hash_table_size = 1 << bits;
 348         uid_hash_table = adu_calloc(uid_hash_table_size *
 349                 sizeof(struct user_info));
 350 }
 351
 352 /**
 353  * Close all open user tables and destroy the uid hash table.
 354  *
 355  * For each used slot in the uid hash table, close the osl user table if it is
 356  * open.  Finally, free the uid hash table.
 357  */
 358 void close_user_tables(void)
 359 {
 360         struct user_info *ui;
 361
 362         FOR_EACH_USER(ui) {
 363                 int ret;
 364
 365                 if (!ui_used(ui))
 366                         continue;
 367                 if (!ui->table)
 368                         continue;
 369                 INFO_LOG("closing user table for uid %u\n", (unsigned)ui->uid);
 370                 ret = osl(osl_close_table(ui->table, OSL_MARK_CLEAN));
 371                 if (ret < 0)
 372                         ERROR_LOG("failed to close user table %u: %s\n",
 373                                 (unsigned)ui->uid, adu_strerror(-ret));
 374                 free((char *)ui->desc->name);
 375                 ui->desc->name = NULL;
 376                 free((char *)ui->desc->dir);
 377                 ui->desc->dir = NULL;
 378                 free(ui->pw_name);
 379                 ui->pw_name = NULL;
 380                 free(ui->desc);
 381                 ui->desc = NULL;
 382                 ui->table = NULL;
 383                 ui->flags = 0;
 384         }
 385         free(uid_hash_table);
 386         uid_hash_table = NULL;
 387 }
 388
 389 /*
 390  * We use a hash table of size s=2^uid_hash_bits to map the uids into the
 391  * interval [0..s-1]. Hash collisions are treated by open addressing, i.e.
 392  * unused slots in the table are used to store different uids that hash to the
 393  * same slot.
 394  *
 395  * If a hash collision occurs, different slots are successively probed in order
 396  * to find an unused slot for the new uid. Probing is implemented via a second
 397  * hash function that maps the uid to h=(uid * PRIME2) | 1, which is always an
 398  * odd number.
 399  *
 400  * An odd number is sufficient to make sure each entry of the hash table gets
 401  * probed for probe_num between 0 and s-1 because s is a power of two, hence
 402  * the second hash value has never a common divisor with the hash table size.
 403  * IOW: h is invertible in the ring [0..s-1].
 404  */
 405 static uint32_t double_hash(uint32_t uid, uint32_t probe_num)
 406 {
 407         return (uid * PRIME1 + ((uid * PRIME2) | 1) * probe_num)
 408                 % uid_hash_table_size;
 409 }
 410
 411 static struct user_info *lookup_uid(uint32_t uid)
 412 {
 413         uint32_t p;
 414
 415         for (p = 0; p < uid_hash_table_size; p++) {
 416                 struct user_info *ui = uid_hash_table + double_hash(uid, p);
 417                 if (!ui_used(ui))
 418                         return ui;
 419                 if (ui->uid == uid)
 420                         return ui;
 421         }
 422         return NULL;
 423 }
 424
 425 /**
 426  * Create and open a osl table for the given uid.
 427  *
 428  * \param uid The user ID.
 429  * \param ui_ptr Result pointer
 430  *
 431  * Find out whether \a uid already exists in the uid hash table.  If yes, just
 432  * return the user info struct via \a ui_ptr. Otherwise, insert \a uid into the
 433  * uid hash table, create and open the osl user table and also return the user
 434  * info struct via \a ui_ptr.
 435  *
 436  * \return Standard.
 437  */
 438 int create_user_table(uint32_t uid, struct user_info **ui_ptr)
 439 {
 440         struct user_info *ui = lookup_uid(uid);
 441
 442         if (!ui)
 443                 return -E_HASH_TABLE_OVERFLOW;
 444         *ui_ptr = ui;
 445         if (ui_used(ui))
 446                 return 1;
 447         ui->uid = uid;
 448         ui->flags |= UI_FL_SLOT_USED;
 449         return open_user_table(ui, 1);
 450 }
 451
 452 static char *get_uid_list_name(void)
 453 {
 454         return make_message("%s/uid_list", database_dir);
 455 }
 456 /**
 457  * Open the osl tables for all admissible uids.
 458  *
 459  * \param admissible_uids Determines which uids are considered admissible.
 460  *
 461  * Each slot in the hash table contains, among other information, a bit which
 462  * specifies whether the uid of the slot is admissible in the current context.
 463  *
 464  * This function iterates over all entries in the hash table and checks for
 465  * each used slot whether the corresponding uid is admissible with respect to
 466  * \a admissible_uids. If so, it sets the admissible bit for this slot and
 467  * opens the osl table of the uid.
 468  *
 469  * \return Stamdard.
 470  */
 471 int open_admissible_user_tables(struct uid_range *admissible_uids)
 472 {
 473         struct user_info *ui;
 474
 475         assert(uid_hash_table);
 476         DEBUG_LOG("size: %d\n", uid_hash_table_size);
 477         FOR_EACH_USER(ui) {
 478                 int ret;
 479
 480                 if (!ui_used(ui))
 481                         continue;
 482                 if (!uid_is_admissible(ui->uid, admissible_uids)) {
 483                         DEBUG_LOG("uid %u is not admissible\n", ui->uid);
 484                         ui->flags &= ~UI_FL_ADMISSIBLE;
 485                         continue;
 486                 }
 487                 ui->flags |= UI_FL_ADMISSIBLE;
 488                 if (ui->table)
 489                         continue;
 490                 ret = open_user_table(ui, 0);
 491                 if (ret < 0)
 492                         return ret;
 493         }
 494         return 1;
 495 }
 496
 497 /**
 498  * Read the file of all possible uids.
 499  *
 500  * This is called from select/interactive mode. First a large hash table, large
 501  * enough to store all uids contained in the uid file is created. Next, the
 502  * uids are read from the uid file which was created during the creation of the
 503  * database and each uid is inserted into the hash table.
 504  *
 505  * \sa write_uid_file().
 506  *
 507  * \return Standard.
 508  */
 509 int read_uid_file(void)
 510 {
 511         size_t size;
 512         uint32_t n;
 513         char *filename = get_uid_list_name(), *map;
 514         int ret = mmap_full_file(filename, O_RDONLY, (void **)&map, &size, NULL);
 515         unsigned bits;
 516
 517         if (ret < 0) {
 518                 ERROR_LOG("failed to map %s\n", filename);
 519                 free(filename);
 520                 return ret;
 521         }
 522         num_uids = size / 4;
 523         INFO_LOG("found %u uids in %s\n", (unsigned)num_uids, filename);
 524         free(filename);
 525         /*
 526          * Compute number of hash table bits. The hash table size must be a
 527          * power of two and larger than the number of uids.
 528          */
 529         bits = 2;
 530         while (1 << bits < num_uids)
 531                 bits++;
 532         create_hash_table(bits);
 533         for (n = 0; n < num_uids; n++) {
 534                 uint32_t uid = read_u32(map + n * sizeof(uid));
 535                 struct user_info *ui = lookup_uid(uid);
 536                 assert(ui);
 537                 if (ui_used(ui)) { /* impossible */
 538                         ERROR_LOG("duplicate user id!?\n");
 539                         ret = -EFAULT;
 540                         goto out;
 541                 }
 542                 ui->uid = uid;
 543                 ui->flags |= UI_FL_SLOT_USED;
 544         }
 545         ret = 1;
 546 out:
 547         adu_munmap(map, size);
 548         return ret;
 549 }
 550
 551 /**
 552  * Write the list of uids to permanent storage.
 553  *
 554  * This is called from create mode after the dir table and all uer tables have
 555  * been created. The file simply contains the list of all uids that own at
 556  * least one regular file in the base directory and hence an osl table for this
 557  * uid exists.
 558  *
 559  * \sa read_uid_file().
 560  *
 561  * \return Standard.
 562  */
 563 int write_uid_file(void)
 564 {
 565         char *buf, *p, *filename;
 566         size_t size = num_uids * sizeof(uint32_t);
 567         int ret;
 568         struct user_info *ui;
 569
 570         if (!num_uids)
 571                 return 0;
 572         buf = p = adu_malloc(size);
 573         FOR_EACH_USER(ui) {
 574                 if (!ui_used(ui))
 575                         continue;
 576                 write_u32(p, ui->uid);
 577                 p += sizeof(uint32_t);
 578         }
 579         filename = get_uid_list_name();
 580         ret = adu_write_file(filename, buf, size);
 581         free(filename);
 582         free(buf);
 583         return ret;
 584 }