b34996a3860b0bad6676f26eeb38a7469cc63de4
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / usercopy.c
1 /*
2  * This implements the various checks for CONFIG_HARDENED_USERCOPY*,
3  * which are designed to protect kernel memory from needless exposure
4  * and overwrite under many unintended conditions. This code is based
5  * on PAX_USERCOPY, which is:
6  *
7  * Copyright (C) 2001-2016 PaX Team, Bradley Spengler, Open Source
8  * Security Inc.
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
11  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
12  * published by the Free Software Foundation.
13  *
14  */
15 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
16
17 #include <linux/mm.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include <asm/sections.h>
21
22 enum {
23         BAD_STACK = -1,
24         NOT_STACK = 0,
25         GOOD_FRAME,
26         GOOD_STACK,
27 };
28
29 /*
30  * Checks if a given pointer and length is contained by the current
31  * stack frame (if possible).
32  *
33  * Returns:
34  *      NOT_STACK: not at all on the stack
35  *      GOOD_FRAME: fully within a valid stack frame
36  *      GOOD_STACK: fully on the stack (when can't do frame-checking)
37  *      BAD_STACK: error condition (invalid stack position or bad stack frame)
38  */
39 static noinline int check_stack_object(const void *obj, unsigned long len)
40 {
41         const void * const stack = task_stack_page(current);
42         const void * const stackend = stack + THREAD_SIZE;
43         int ret;
44
45         /* Object is not on the stack at all. */
46         if (obj + len <= stack || stackend <= obj)
47                 return NOT_STACK;
48
49         /*
50          * Reject: object partially overlaps the stack (passing the
51          * the check above means at least one end is within the stack,
52          * so if this check fails, the other end is outside the stack).
53          */
54         if (obj < stack || stackend < obj + len)
55                 return BAD_STACK;
56
57         /* Check if object is safely within a valid frame. */
58         ret = arch_within_stack_frames(stack, stackend, obj, len);
59         if (ret)
60                 return ret;
61
62         return GOOD_STACK;
63 }
64
65 static void report_usercopy(const void *ptr, unsigned long len,
66                             bool to_user, const char *type)
67 {
68         pr_emerg("kernel memory %s attempt detected %s %p (%s) (%lu bytes)\n",
69                 to_user ? "exposure" : "overwrite",
70                 to_user ? "from" : "to", ptr, type ? : "unknown", len);
71         /*
72          * For greater effect, it would be nice to do do_group_exit(),
73          * but BUG() actually hooks all the lock-breaking and per-arch
74          * Oops code, so that is used here instead.
75          */
76         BUG();
77 }
78
79 /* Returns true if any portion of [ptr,ptr+n) over laps with [low,high). */
80 static bool overlaps(const void *ptr, unsigned long n, unsigned long low,
81                      unsigned long high)
82 {
83         unsigned long check_low = (uintptr_t)ptr;
84         unsigned long check_high = check_low + n;
85
86         /* Does not overlap if entirely above or entirely below. */
87         if (check_low >= high || check_high <= low)
88                 return false;
89
90         return true;
91 }
92
93 /* Is this address range in the kernel text area? */
94 static inline const char *check_kernel_text_object(const void *ptr,
95                                                    unsigned long n)
96 {
97         unsigned long textlow = (unsigned long)_stext;
98         unsigned long texthigh = (unsigned long)_etext;
99         unsigned long textlow_linear, texthigh_linear;
100
101         if (overlaps(ptr, n, textlow, texthigh))
102                 return "<kernel text>";
103
104         /*
105          * Some architectures have virtual memory mappings with a secondary
106          * mapping of the kernel text, i.e. there is more than one virtual
107          * kernel address that points to the kernel image. It is usually
108          * when there is a separate linear physical memory mapping, in that
109          * __pa() is not just the reverse of __va(). This can be detected
110          * and checked:
111          */
112         textlow_linear = (unsigned long)__va(__pa(textlow));
113         /* No different mapping: we're done. */
114         if (textlow_linear == textlow)
115                 return NULL;
116
117         /* Check the secondary mapping... */
118         texthigh_linear = (unsigned long)__va(__pa(texthigh));
119         if (overlaps(ptr, n, textlow_linear, texthigh_linear))
120                 return "<linear kernel text>";
121
122         return NULL;
123 }
124
125 static inline const char *check_bogus_address(const void *ptr, unsigned long n)
126 {
127         /* Reject if object wraps past end of memory. */
128         if ((unsigned long)ptr + n < (unsigned long)ptr)
129                 return "<wrapped address>";
130
131         /* Reject if NULL or ZERO-allocation. */
132         if (ZERO_OR_NULL_PTR(ptr))
133                 return "<null>";
134
135         return NULL;
136 }
137
138 /* Checks for allocs that are marked in some way as spanning multiple pages. */
139 static inline const char *check_page_span(const void *ptr, unsigned long n,
140                                           struct page *page, bool to_user)
141 {
142 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY_PAGESPAN
143         const void *end = ptr + n - 1;
144         struct page *endpage;
145         bool is_reserved, is_cma;
146
147         /*
148          * Sometimes the kernel data regions are not marked Reserved (see
149          * check below). And sometimes [_sdata,_edata) does not cover
150          * rodata and/or bss, so check each range explicitly.
151          */
152
153         /* Allow reads of kernel rodata region (if not marked as Reserved). */
154         if (ptr >= (const void *)__start_rodata &&
155             end <= (const void *)__end_rodata) {
156                 if (!to_user)
157                         return "<rodata>";
158                 return NULL;
159         }
160
161         /* Allow kernel data region (if not marked as Reserved). */
162         if (ptr >= (const void *)_sdata && end <= (const void *)_edata)
163                 return NULL;
164
165         /* Allow kernel bss region (if not marked as Reserved). */
166         if (ptr >= (const void *)__bss_start &&
167             end <= (const void *)__bss_stop)
168                 return NULL;
169
170         /* Is the object wholly within one base page? */
171         if (likely(((unsigned long)ptr & (unsigned long)PAGE_MASK) ==
172                    ((unsigned long)end & (unsigned long)PAGE_MASK)))
173                 return NULL;
174
175         /* Allow if fully inside the same compound (__GFP_COMP) page. */
176         endpage = virt_to_head_page(end);
177         if (likely(endpage == page))
178                 return NULL;
179
180         /*
181          * Reject if range is entirely either Reserved (i.e. special or
182          * device memory), or CMA. Otherwise, reject since the object spans
183          * several independently allocated pages.
184          */
185         is_reserved = PageReserved(page);
186         is_cma = is_migrate_cma_page(page);
187         if (!is_reserved && !is_cma)
188                 return "<spans multiple pages>";
189
190         for (ptr += PAGE_SIZE; ptr <= end; ptr += PAGE_SIZE) {
191                 page = virt_to_head_page(ptr);
192                 if (is_reserved && !PageReserved(page))
193                         return "<spans Reserved and non-Reserved pages>";
194                 if (is_cma && !is_migrate_cma_page(page))
195                         return "<spans CMA and non-CMA pages>";
196         }
197 #endif
198
199         return NULL;
200 }
201
202 static inline const char *check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
203                                             bool to_user)
204 {
205         struct page *page;
206
207         /*
208          * Some architectures (arm64) return true for virt_addr_valid() on
209          * vmalloced addresses. Work around this by checking for vmalloc
210          * first.
211          */
212         if (is_vmalloc_addr(ptr))
213                 return NULL;
214
215         if (!virt_addr_valid(ptr))
216                 return NULL;
217
218         page = virt_to_head_page(ptr);
219
220         /* Check slab allocator for flags and size. */
221         if (PageSlab(page))
222                 return __check_heap_object(ptr, n, page);
223
224         /* Verify object does not incorrectly span multiple pages. */
225         return check_page_span(ptr, n, page, to_user);
226 }
227
228 /*
229  * Validates that the given object is:
230  * - not bogus address
231  * - known-safe heap or stack object
232  * - not in kernel text
233  */
234 void __check_object_size(const void *ptr, unsigned long n, bool to_user)
235 {
236         const char *err;
237
238         /* Skip all tests if size is zero. */
239         if (!n)
240                 return;
241
242         /* Check for invalid addresses. */
243         err = check_bogus_address(ptr, n);
244         if (err)
245                 goto report;
246
247         /* Check for bad heap object. */
248         err = check_heap_object(ptr, n, to_user);
249         if (err)
250                 goto report;
251
252         /* Check for bad stack object. */
253         switch (check_stack_object(ptr, n)) {
254         case NOT_STACK:
255                 /* Object is not touching the current process stack. */
256                 break;
257         case GOOD_FRAME:
258         case GOOD_STACK:
259                 /*
260                  * Object is either in the correct frame (when it
261                  * is possible to check) or just generally on the
262                  * process stack (when frame checking not available).
263                  */
264                 return;
265         default:
266                 err = "<process stack>";
267                 goto report;
268         }
269
270         /* Check for object in kernel to avoid text exposure. */
271         err = check_kernel_text_object(ptr, n);
272         if (!err)
273                 return;
274
275 report:
276         report_usercopy(ptr, n, to_user, err);
277 }
278 EXPORT_SYMBOL(__check_object_size);