x86/mm: Prevent non-MAP_FIXED mapping across DEFAULT_MAP_WINDOW border
authorKirill A. Shutemov <kirill.shutemov@linux.intel.com>
Wed, 15 Nov 2017 14:36:06 +0000 (17:36 +0300)
committerThomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Thu, 16 Nov 2017 10:43:11 +0000 (11:43 +0100)
In case of 5-level paging, the kernel does not place any mapping above
47-bit, unless userspace explicitly asks for it.

Userspace can request an allocation from the full address space by
specifying the mmap address hint above 47-bit.

Nicholas noticed that the current implementation violates this interface:

  If user space requests a mapping at the end of the 47-bit address space
  with a length which causes the mapping to cross the 47-bit border
  (DEFAULT_MAP_WINDOW), then the vma is partially in the address space
  below and above.

Sanity check the mmap address hint so that start and end of the resulting
vma are on the same side of the 47-bit border. If that's not the case fall
back to the code path which ignores the address hint and allocate from the
regular address space below 47-bit.

To make the checks consistent, mask out the address hints lower bits
(either PAGE_MASK or huge_page_mask()) instead of using ALIGN() which can
push them up to the next boundary.

[ tglx: Moved the address check to a function and massaged comment and
   changelog ]

Reported-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Kirill A. Shutemov <kirill.shutemov@linux.intel.com>
Signed-off-by: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Cc: Andy Lutomirski <luto@amacapital.net>
Cc: linux-mm@kvack.org
Cc: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Link: https://lkml.kernel.org/r/20171115143607.81541-1-kirill.shutemov@linux.intel.com
arch/x86/include/asm/elf.h
arch/x86/kernel/sys_x86_64.c
arch/x86/mm/hugetlbpage.c
arch/x86/mm/mmap.c

index 3a091cea36c5a118d953fd25c897989270c6f0e4..0d157d2a1e2aef98b1e69c452f27d330a5fd7179 100644 (file)
@@ -309,6 +309,7 @@ static inline int mmap_is_ia32(void)
 extern unsigned long task_size_32bit(void);
 extern unsigned long task_size_64bit(int full_addr_space);
 extern unsigned long get_mmap_base(int is_legacy);
+extern bool mmap_address_hint_valid(unsigned long addr, unsigned long len);
 
 #ifdef CONFIG_X86_32
 
index a63fe77b32179662353ba51f31d8097980d6fa74..676774b9bb8d1300837c9771782ae6f28a4d8bca 100644 (file)
@@ -188,6 +188,7 @@ arch_get_unmapped_area_topdown(struct file *filp, const unsigned long addr0,
        if (len > TASK_SIZE)
                return -ENOMEM;
 
+       /* No address checking. See comment at mmap_address_hint_valid() */
        if (flags & MAP_FIXED)
                return addr;
 
@@ -197,12 +198,15 @@ arch_get_unmapped_area_topdown(struct file *filp, const unsigned long addr0,
 
        /* requesting a specific address */
        if (addr) {
-               addr = PAGE_ALIGN(addr);
+               addr &= PAGE_MASK;
+               if (!mmap_address_hint_valid(addr, len))
+                       goto get_unmapped_area;
+
                vma = find_vma(mm, addr);
-               if (TASK_SIZE - len >= addr &&
-                               (!vma || addr + len <= vm_start_gap(vma)))
+               if (!vma || addr + len <= vm_start_gap(vma))
                        return addr;
        }
+get_unmapped_area:
 
        info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
        info.length = len;
index 8ae0000cbdb34d8c6db0efacc566fb3a5b78d2d3..00b296617ca436c3cea79edcbb0a94d034ee52a3 100644 (file)
@@ -158,6 +158,7 @@ hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
        if (len > TASK_SIZE)
                return -ENOMEM;
 
+       /* No address checking. See comment at mmap_address_hint_valid() */
        if (flags & MAP_FIXED) {
                if (prepare_hugepage_range(file, addr, len))
                        return -EINVAL;
@@ -165,12 +166,16 @@ hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
        }
 
        if (addr) {
-               addr = ALIGN(addr, huge_page_size(h));
+               addr &= huge_page_mask(h);
+               if (!mmap_address_hint_valid(addr, len))
+                       goto get_unmapped_area;
+
                vma = find_vma(mm, addr);
-               if (TASK_SIZE - len >= addr &&
-                   (!vma || addr + len <= vm_start_gap(vma)))
+               if (!vma || addr + len <= vm_start_gap(vma))
                        return addr;
        }
+
+get_unmapped_area:
        if (mm->get_unmapped_area == arch_get_unmapped_area)
                return hugetlb_get_unmapped_area_bottomup(file, addr, len,
                                pgoff, flags);
index a9967982684649155cfcdc921d5247c8fbfe70d6..62285fe77b0f13ee2d734cf369ac728c71796102 100644 (file)
@@ -174,3 +174,49 @@ const char *arch_vma_name(struct vm_area_struct *vma)
                return "[mpx]";
        return NULL;
 }
+
+/**
+ * mmap_address_hint_valid - Validate the address hint of mmap
+ * @addr:      Address hint
+ * @len:       Mapping length
+ *
+ * Check whether @addr and @addr + @len result in a valid mapping.
+ *
+ * On 32bit this only checks whether @addr + @len is <= TASK_SIZE.
+ *
+ * On 64bit with 5-level page tables another sanity check is required
+ * because mappings requested by mmap(@addr, 0) which cross the 47-bit
+ * virtual address boundary can cause the following theoretical issue:
+ *
+ *  An application calls mmap(addr, 0), i.e. without MAP_FIXED, where @addr
+ *  is below the border of the 47-bit address space and @addr + @len is
+ *  above the border.
+ *
+ *  With 4-level paging this request succeeds, but the resulting mapping
+ *  address will always be within the 47-bit virtual address space, because
+ *  the hint address does not result in a valid mapping and is
+ *  ignored. Hence applications which are not prepared to handle virtual
+ *  addresses above 47-bit work correctly.
+ *
+ *  With 5-level paging this request would be granted and result in a
+ *  mapping which crosses the border of the 47-bit virtual address
+ *  space. If the application cannot handle addresses above 47-bit this
+ *  will lead to misbehaviour and hard to diagnose failures.
+ *
+ * Therefore ignore address hints which would result in a mapping crossing
+ * the 47-bit virtual address boundary.
+ *
+ * Note, that in the same scenario with MAP_FIXED the behaviour is
+ * different. The request with @addr < 47-bit and @addr + @len > 47-bit
+ * fails on a 4-level paging machine but succeeds on a 5-level paging
+ * machine. It is reasonable to expect that an application does not rely on
+ * the failure of such a fixed mapping request, so the restriction is not
+ * applied.
+ */
+bool mmap_address_hint_valid(unsigned long addr, unsigned long len)
+{
+       if (TASK_SIZE - len < addr)
+               return false;
+
+       return (addr > DEFAULT_MAP_WINDOW) == (addr + len > DEFAULT_MAP_WINDOW);
+}