bpf: Fix kernel address leakage in atomic cmpxchg's r0 aux reg
authorDaniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Tue, 7 Dec 2021 11:02:02 +0000 (11:02 +0000)
committerGreg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
Wed, 22 Dec 2021 08:32:35 +0000 (09:32 +0100)
commitf87a6c160ecc8c7b417d25f508d3f076fe346136
tree2535725546f1888d39e4c274983121082666de6c
parentd0d68083f273525ebae48996d196a706232b2d84
bpf: Fix kernel address leakage in atomic cmpxchg's r0 aux reg

commit a82fe085f344ef20b452cd5f481010ff96b5c4cd upstream.

The implementation of BPF_CMPXCHG on a high level has the following parameters:

  .-[old-val]                                          .-[new-val]
  BPF_R0 = cmpxchg{32,64}(DST_REG + insn->off, BPF_R0, SRC_REG)
                          `-[mem-loc]          `-[old-val]

Given a BPF insn can only have two registers (dst, src), the R0 is fixed and
used as an auxilliary register for input (old value) as well as output (returning
old value from memory location). While the verifier performs a number of safety
checks, it misses to reject unprivileged programs where R0 contains a pointer as
old value.

Through brute-forcing it takes about ~16sec on my machine to leak a kernel pointer
with BPF_CMPXCHG. The PoC is basically probing for kernel addresses by storing the
guessed address into the map slot as a scalar, and using the map value pointer as
R0 while SRC_REG has a canary value to detect a matching address.

Fix it by checking R0 for pointers, and reject if that's the case for unprivileged
programs.

Fixes: 5ffa25502b5a ("bpf: Add instructions for atomic_[cmp]xchg")
Reported-by: Ryota Shiga (Flatt Security)
Acked-by: Brendan Jackman <jackmanb@google.com>
Signed-off-by: Daniel Borkmann <daniel@iogearbox.net>
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Signed-off-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
kernel/bpf/verifier.c