d155e12563b139a9879bbc370902ea85a84bd0f3
[linux-2.6-microblaze.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/slab.h>
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/sched/task.h>
21 #include <linux/sched/task_stack.h>
22 #include <asm/sections.h>
23
24 enum {
25         BAD_STACK = -1,
26         NOT_STACK = 0,
27         GOOD_FRAME,
28         GOOD_STACK,
29 };
30
31 /*
32  * Checks if a given pointer and length is contained by the current
33  * stack frame (if possible).
34  *
35  * Returns:
36  *      NOT_STACK: not at all on the stack
37  *      GOOD_FRAME: fully within a valid stack frame
38  *      GOOD_STACK: fully on the stack (when can't do frame-checking)
39  *      BAD_STACK: error condition (invalid stack position or bad stack frame)
40  */
41 static noinline int check_stack_object(const void *obj, unsigned long len)
42 {
43         const void * const stack = task_stack_page(current);
44         const void * const stackend = stack + THREAD_SIZE;
45         int ret;
46
47         /* Object is not on the stack at all. */
48         if (obj + len <= stack || stackend <= obj)
49                 return NOT_STACK;
50
51         /*
52          * Reject: object partially overlaps the stack (passing the
53          * the check above means at least one end is within the stack,
54          * so if this check fails, the other end is outside the stack).
55          */
56         if (obj < stack || stackend < obj + len)
57                 return BAD_STACK;
58
59         /* Check if object is safely within a valid frame. */
60         ret = arch_within_stack_frames(stack, stackend, obj, len);
61         if (ret)
62                 return ret;
63
64         return GOOD_STACK;
65 }
66
67 static void report_usercopy(const void *ptr, unsigned long len,
68                             bool to_user, const char *type)
69 {
70         pr_emerg("kernel memory %s attempt detected %s %p (%s) (%lu bytes)\n",
71                 to_user ? "exposure" : "overwrite",
72                 to_user ? "from" : "to", ptr, type ? : "unknown", len);
73         /*
74          * For greater effect, it would be nice to do do_group_exit(),
75          * but BUG() actually hooks all the lock-breaking and per-arch
76          * Oops code, so that is used here instead.
77          */
78         BUG();
79 }
80
81 /* Returns true if any portion of [ptr,ptr+n) over laps with [low,high). */
82 static bool overlaps(const void *ptr, unsigned long n, unsigned long low,
83                      unsigned long high)
84 {
85         unsigned long check_low = (uintptr_t)ptr;
86         unsigned long check_high = check_low + n;
87
88         /* Does not overlap if entirely above or entirely below. */
89         if (check_low >= high || check_high <= low)
90                 return false;
91
92         return true;
93 }
94
95 /* Is this address range in the kernel text area? */
96 static inline const char *check_kernel_text_object(const void *ptr,
97                                                    unsigned long n)
98 {
99         unsigned long textlow = (unsigned long)_stext;
100         unsigned long texthigh = (unsigned long)_etext;
101         unsigned long textlow_linear, texthigh_linear;
102
103         if (overlaps(ptr, n, textlow, texthigh))
104                 return "<kernel text>";
105
106         /*
107          * Some architectures have virtual memory mappings with a secondary
108          * mapping of the kernel text, i.e. there is more than one virtual
109          * kernel address that points to the kernel image. It is usually
110          * when there is a separate linear physical memory mapping, in that
111          * __pa() is not just the reverse of __va(). This can be detected
112          * and checked:
113          */
114         textlow_linear = (unsigned long)lm_alias(textlow);
115         /* No different mapping: we're done. */
116         if (textlow_linear == textlow)
117                 return NULL;
118
119         /* Check the secondary mapping... */
120         texthigh_linear = (unsigned long)lm_alias(texthigh);
121         if (overlaps(ptr, n, textlow_linear, texthigh_linear))
122                 return "<linear kernel text>";
123
124         return NULL;
125 }
126
127 static inline const char *check_bogus_address(const void *ptr, unsigned long n)
128 {
129         /* Reject if object wraps past end of memory. */
130         if ((unsigned long)ptr + n < (unsigned long)ptr)
131                 return "<wrapped address>";
132
133         /* Reject if NULL or ZERO-allocation. */
134         if (ZERO_OR_NULL_PTR(ptr))
135                 return "<null>";
136
137         return NULL;
138 }
139
140 /* Checks for allocs that are marked in some way as spanning multiple pages. */
141 static inline const char *check_page_span(const void *ptr, unsigned long n,
142                                           struct page *page, bool to_user)
143 {
144 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY_PAGESPAN
145         const void *end = ptr + n - 1;
146         struct page *endpage;
147         bool is_reserved, is_cma;
148
149         /*
150          * Sometimes the kernel data regions are not marked Reserved (see
151          * check below). And sometimes [_sdata,_edata) does not cover
152          * rodata and/or bss, so check each range explicitly.
153          */
154
155         /* Allow reads of kernel rodata region (if not marked as Reserved). */
156         if (ptr >= (const void *)__start_rodata &&
157             end <= (const void *)__end_rodata) {
158                 if (!to_user)
159                         return "<rodata>";
160                 return NULL;
161         }
162
163         /* Allow kernel data region (if not marked as Reserved). */
164         if (ptr >= (const void *)_sdata && end <= (const void *)_edata)
165                 return NULL;
166
167         /* Allow kernel bss region (if not marked as Reserved). */
168         if (ptr >= (const void *)__bss_start &&
169             end <= (const void *)__bss_stop)
170                 return NULL;
171
172         /* Is the object wholly within one base page? */
173         if (likely(((unsigned long)ptr & (unsigned long)PAGE_MASK) ==
174                    ((unsigned long)end & (unsigned long)PAGE_MASK)))
175                 return NULL;
176
177         /* Allow if fully inside the same compound (__GFP_COMP) page. */
178         endpage = virt_to_head_page(end);
179         if (likely(endpage == page))
180                 return NULL;
181
182         /*
183          * Reject if range is entirely either Reserved (i.e. special or
184          * device memory), or CMA. Otherwise, reject since the object spans
185          * several independently allocated pages.
186          */
187         is_reserved = PageReserved(page);
188         is_cma = is_migrate_cma_page(page);
189         if (!is_reserved && !is_cma)
190                 return "<spans multiple pages>";
191
192         for (ptr += PAGE_SIZE; ptr <= end; ptr += PAGE_SIZE) {
193                 page = virt_to_head_page(ptr);
194                 if (is_reserved && !PageReserved(page))
195                         return "<spans Reserved and non-Reserved pages>";
196                 if (is_cma && !is_migrate_cma_page(page))
197                         return "<spans CMA and non-CMA pages>";
198         }
199 #endif
200
201         return NULL;
202 }
203
204 static inline const char *check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
205                                             bool to_user)
206 {
207         struct page *page;
208
209         /*
210          * Some architectures (arm64) return true for virt_addr_valid() on
211          * vmalloced addresses. Work around this by checking for vmalloc
212          * first.
213          *
214          * We also need to check for module addresses explicitly since we
215          * may copy static data from modules to userspace
216          */
217         if (is_vmalloc_or_module_addr(ptr))
218                 return NULL;
219
220         if (!virt_addr_valid(ptr))
221                 return NULL;
222
223         page = virt_to_head_page(ptr);
224
225         /* Check slab allocator for flags and size. */
226         if (PageSlab(page))
227                 return __check_heap_object(ptr, n, page);
228
229         /* Verify object does not incorrectly span multiple pages. */
230         return check_page_span(ptr, n, page, to_user);
231 }
232
233 /*
234  * Validates that the given object is:
235  * - not bogus address
236  * - known-safe heap or stack object
237  * - not in kernel text
238  */
239 void __check_object_size(const void *ptr, unsigned long n, bool to_user)
240 {
241         const char *err;
242
243         /* Skip all tests if size is zero. */
244         if (!n)
245                 return;
246
247         /* Check for invalid addresses. */
248         err = check_bogus_address(ptr, n);
249         if (err)
250                 goto report;
251
252         /* Check for bad heap object. */
253         err = check_heap_object(ptr, n, to_user);
254         if (err)
255                 goto report;
256
257         /* Check for bad stack object. */
258         switch (check_stack_object(ptr, n)) {
259         case NOT_STACK:
260                 /* Object is not touching the current process stack. */
261                 break;
262         case GOOD_FRAME:
263         case GOOD_STACK:
264                 /*
265                  * Object is either in the correct frame (when it
266                  * is possible to check) or just generally on the
267                  * process stack (when frame checking not available).
268                  */
269                 return;
270         default:
271                 err = "<process stack>";
272                 goto report;
273         }
274
275         /* Check for object in kernel to avoid text exposure. */
276         err = check_kernel_text_object(ptr, n);
277         if (!err)
278                 return;
279
280 report:
281         report_usercopy(ptr, n, to_user, err);
282 }
283 EXPORT_SYMBOL(__check_object_size);