bpf: prevent out-of-bounds speculation
authorAlexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Mon, 8 Jan 2018 01:33:02 +0000 (17:33 -0800)
committerDaniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Mon, 8 Jan 2018 23:53:49 +0000 (00:53 +0100)
commitb2157399cc9898260d6031c5bfe45fe137c1fbe7
tree42bfbdc815713fa37f3874c4f46e0f892b08e1f8
parent2b36047e7889b7efee22c11e17f035f721855731
bpf: prevent out-of-bounds speculation

Under speculation, CPUs may mis-predict branches in bounds checks. Thus,
memory accesses under a bounds check may be speculated even if the
bounds check fails, providing a primitive for building a side channel.

To avoid leaking kernel data round up array-based maps and mask the index
after bounds check, so speculated load with out of bounds index will load
either valid value from the array or zero from the padded area.

Unconditionally mask index for all array types even when max_entries
are not rounded to power of 2 for root user.
When map is created by unpriv user generate a sequence of bpf insns
that includes AND operation to make sure that JITed code includes
the same 'index & index_mask' operation.

If prog_array map is created by unpriv user replace
  bpf_tail_call(ctx, map, index);
with
  if (index >= max_entries) {
    index &= map->index_mask;
    bpf_tail_call(ctx, map, index);
  }
(along with roundup to power 2) to prevent out-of-bounds speculation.
There is secondary redundant 'if (index >= max_entries)' in the interpreter
and in all JITs, but they can be optimized later if necessary.

Other array-like maps (cpumap, devmap, sockmap, perf_event_array, cgroup_array)
cannot be used by unpriv, so no changes there.

That fixes bpf side of "Variant 1: bounds check bypass (CVE-2017-5753)" on
all architectures with and without JIT.

v2->v3:
Daniel noticed that attack potentially can be crafted via syscall commands
without loading the program, so add masking to those paths as well.

Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Acked-by: John Fastabend <john.fastabend@gmail.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
include/linux/bpf.h
kernel/bpf/arraymap.c
kernel/bpf/verifier.c