arch/x86/mm/pkeys.c

   1 /*
   2  * Intel Memory Protection Keys management
   3  * Copyright (c) 2015, Intel Corporation.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   6  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
   7  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT
  10  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  11  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  12  * more details.
  13  */
  14 #include <linux/debugfs.h>              /* debugfs_create_u32()         */
  15 #include <linux/mm_types.h>             /* mm_struct, vma, etc...       */
  16 #include <linux/pkeys.h>                /* PKEY_*                       */
  17 #include <uapi/asm-generic/mman-common.h>
  18
  19 #include <asm/cpufeature.h>             /* boot_cpu_has, ...            */
  20 #include <asm/mmu_context.h>            /* vma_pkey()                   */
  21 #include <asm/fpu/internal.h>           /* init_fpstate                 */
  22
  23 int __execute_only_pkey(struct mm_struct *mm)
  24 {
  25         bool need_to_set_mm_pkey = false;
  26         int execute_only_pkey = mm->context.execute_only_pkey;
  27         int ret;
  28
  29         /* Do we need to assign a pkey for mm's execute-only maps? */
  30         if (execute_only_pkey == -1) {
  31                 /* Go allocate one to use, which might fail */
  32                 execute_only_pkey = mm_pkey_alloc(mm);
  33                 if (execute_only_pkey < 0)
  34                         return -1;
  35                 need_to_set_mm_pkey = true;
  36         }
  37
  38         /*
  39          * We do not want to go through the relatively costly
  40          * dance to set PKRU if we do not need to.  Check it
  41          * first and assume that if the execute-only pkey is
  42          * write-disabled that we do not have to set it
  43          * ourselves.
  44          */
  45         if (!need_to_set_mm_pkey &&
  46             !__pkru_allows_read(read_pkru(), execute_only_pkey)) {
  47                 return execute_only_pkey;
  48         }
  49
  50         /*
  51          * Set up PKRU so that it denies access for everything
  52          * other than execution.
  53          */
  54         ret = arch_set_user_pkey_access(current, execute_only_pkey,
  55                         PKEY_DISABLE_ACCESS);
  56         /*
  57          * If the PKRU-set operation failed somehow, just return
  58          * 0 and effectively disable execute-only support.
  59          */
  60         if (ret) {
  61                 mm_set_pkey_free(mm, execute_only_pkey);
  62                 return -1;
  63         }
  64
  65         /* We got one, store it and use it from here on out */
  66         if (need_to_set_mm_pkey)
  67                 mm->context.execute_only_pkey = execute_only_pkey;
  68         return execute_only_pkey;
  69 }
  70
  71 static inline bool vma_is_pkey_exec_only(struct vm_area_struct *vma)
  72 {
  73         /* Do this check first since the vm_flags should be hot */
  74         if ((vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC)) != VM_EXEC)
  75                 return false;
  76         if (vma_pkey(vma) != vma->vm_mm->context.execute_only_pkey)
  77                 return false;
  78
  79         return true;
  80 }
  81
  82 /*
  83  * This is only called for *plain* mprotect calls.
  84  */
  85 int __arch_override_mprotect_pkey(struct vm_area_struct *vma, int prot, int pkey)
  86 {
  87         /*
  88          * Is this an mprotect_pkey() call?  If so, never
  89          * override the value that came from the user.
  90          */
  91         if (pkey != -1)
  92                 return pkey;
  93
  94         /*
  95          * The mapping is execute-only.  Go try to get the
  96          * execute-only protection key.  If we fail to do that,
  97          * fall through as if we do not have execute-only
  98          * support in this mm.
  99          */
 100         if (prot == PROT_EXEC) {
 101                 pkey = execute_only_pkey(vma->vm_mm);
 102                 if (pkey > 0)
 103                         return pkey;
 104         } else if (vma_is_pkey_exec_only(vma)) {
 105                 /*
 106                  * Protections are *not* PROT_EXEC, but the mapping
 107                  * is using the exec-only pkey.  This mapping was
 108                  * PROT_EXEC and will no longer be.  Move back to
 109                  * the default pkey.
 110                  */
 111                 return ARCH_DEFAULT_PKEY;
 112         }
 113
 114         /*
 115          * This is a vanilla, non-pkey mprotect (or we failed to
 116          * setup execute-only), inherit the pkey from the VMA we
 117          * are working on.
 118          */
 119         return vma_pkey(vma);
 120 }
 121
 122 #define PKRU_AD_KEY(pkey)       (PKRU_AD_BIT << ((pkey) * PKRU_BITS_PER_PKEY))
 123
 124 /*
 125  * Make the default PKRU value (at execve() time) as restrictive
 126  * as possible.  This ensures that any threads clone()'d early
 127  * in the process's lifetime will not accidentally get access
 128  * to data which is pkey-protected later on.
 129  */
 130 u32 init_pkru_value = PKRU_AD_KEY( 1) | PKRU_AD_KEY( 2) | PKRU_AD_KEY( 3) |
 131                       PKRU_AD_KEY( 4) | PKRU_AD_KEY( 5) | PKRU_AD_KEY( 6) |
 132                       PKRU_AD_KEY( 7) | PKRU_AD_KEY( 8) | PKRU_AD_KEY( 9) |
 133                       PKRU_AD_KEY(10) | PKRU_AD_KEY(11) | PKRU_AD_KEY(12) |
 134                       PKRU_AD_KEY(13) | PKRU_AD_KEY(14) | PKRU_AD_KEY(15);
 135
 136 /*
 137  * Called from the FPU code when creating a fresh set of FPU
 138  * registers.  This is called from a very specific context where
 139  * we know the FPU regstiers are safe for use and we can use PKRU
 140  * directly.
 141  */
 142 void copy_init_pkru_to_fpregs(void)
 143 {
 144         u32 init_pkru_value_snapshot = READ_ONCE(init_pkru_value);
 145         /*
 146          * Override the PKRU state that came from 'init_fpstate'
 147          * with the baseline from the process.
 148          */
 149         write_pkru(init_pkru_value_snapshot);
 150 }
 151
 152 static ssize_t init_pkru_read_file(struct file *file, char __user *user_buf,
 153                              size_t count, loff_t *ppos)
 154 {
 155         char buf[32];
 156         unsigned int len;
 157
 158         len = sprintf(buf, "0x%x\n", init_pkru_value);
 159         return simple_read_from_buffer(user_buf, count, ppos, buf, len);
 160 }
 161
 162 static ssize_t init_pkru_write_file(struct file *file,
 163                  const char __user *user_buf, size_t count, loff_t *ppos)
 164 {
 165         struct pkru_state *pk;
 166         char buf[32];
 167         ssize_t len;
 168         u32 new_init_pkru;
 169
 170         len = min(count, sizeof(buf) - 1);
 171         if (copy_from_user(buf, user_buf, len))
 172                 return -EFAULT;
 173
 174         /* Make the buffer a valid string that we can not overrun */
 175         buf[len] = '\0';
 176         if (kstrtouint(buf, 0, &new_init_pkru))
 177                 return -EINVAL;
 178
 179         /*
 180          * Don't allow insane settings that will blow the system
 181          * up immediately if someone attempts to disable access
 182          * or writes to pkey 0.
 183          */
 184         if (new_init_pkru & (PKRU_AD_BIT|PKRU_WD_BIT))
 185                 return -EINVAL;
 186
 187         WRITE_ONCE(init_pkru_value, new_init_pkru);
 188         pk = get_xsave_addr(&init_fpstate.xsave, XFEATURE_PKRU);
 189         if (!pk)
 190                 return -EINVAL;
 191         pk->pkru = new_init_pkru;
 192         return count;
 193 }
 194
 195 static const struct file_operations fops_init_pkru = {
 196         .read = init_pkru_read_file,
 197         .write = init_pkru_write_file,
 198         .llseek = default_llseek,
 199 };
 200
 201 static int __init create_init_pkru_value(void)
 202 {
 203         debugfs_create_file("init_pkru", S_IRUSR | S_IWUSR,
 204                         arch_debugfs_dir, NULL, &fops_init_pkru);
 205         return 0;
 206 }
 207 late_initcall(create_init_pkru_value);
 208
 209 static __init int setup_init_pkru(char *opt)
 210 {
 211         u32 new_init_pkru;
 212
 213         if (kstrtouint(opt, 0, &new_init_pkru))
 214                 return 1;
 215
 216         WRITE_ONCE(init_pkru_value, new_init_pkru);
 217
 218         return 1;
 219 }
 220 __setup("init_pkru=", setup_init_pkru);