OSDN Git Service

Merge branch 'core-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[uclinux-h8/linux.git] / lib / test_kasan.c
1 /*
2  *
3  * Copyright (c) 2014 Samsung Electronics Co., Ltd.
4  * Author: Andrey Ryabinin <a.ryabinin@samsung.com>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
8  * published by the Free Software Foundation.
9  *
10  */
11
12 #define pr_fmt(fmt) "kasan test: %s " fmt, __func__
13
14 #include <linux/delay.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/mman.h>
17 #include <linux/mm.h>
18 #include <linux/printk.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include <linux/string.h>
21 #include <linux/uaccess.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24
25 /*
26  * Note: test functions are marked noinline so that their names appear in
27  * reports.
28  */
29
30 static noinline void __init kmalloc_oob_right(void)
31 {
32         char *ptr;
33         size_t size = 123;
34
35         pr_info("out-of-bounds to right\n");
36         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
37         if (!ptr) {
38                 pr_err("Allocation failed\n");
39                 return;
40         }
41
42         ptr[size] = 'x';
43         kfree(ptr);
44 }
45
46 static noinline void __init kmalloc_oob_left(void)
47 {
48         char *ptr;
49         size_t size = 15;
50
51         pr_info("out-of-bounds to left\n");
52         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
53         if (!ptr) {
54                 pr_err("Allocation failed\n");
55                 return;
56         }
57
58         *ptr = *(ptr - 1);
59         kfree(ptr);
60 }
61
62 static noinline void __init kmalloc_node_oob_right(void)
63 {
64         char *ptr;
65         size_t size = 4096;
66
67         pr_info("kmalloc_node(): out-of-bounds to right\n");
68         ptr = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, 0);
69         if (!ptr) {
70                 pr_err("Allocation failed\n");
71                 return;
72         }
73
74         ptr[size] = 0;
75         kfree(ptr);
76 }
77
78 #ifdef CONFIG_SLUB
79 static noinline void __init kmalloc_pagealloc_oob_right(void)
80 {
81         char *ptr;
82         size_t size = KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE + 10;
83
84         /* Allocate a chunk that does not fit into a SLUB cache to trigger
85          * the page allocator fallback.
86          */
87         pr_info("kmalloc pagealloc allocation: out-of-bounds to right\n");
88         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
89         if (!ptr) {
90                 pr_err("Allocation failed\n");
91                 return;
92         }
93
94         ptr[size] = 0;
95         kfree(ptr);
96 }
97
98 static noinline void __init kmalloc_pagealloc_uaf(void)
99 {
100         char *ptr;
101         size_t size = KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE + 10;
102
103         pr_info("kmalloc pagealloc allocation: use-after-free\n");
104         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
105         if (!ptr) {
106                 pr_err("Allocation failed\n");
107                 return;
108         }
109
110         kfree(ptr);
111         ptr[0] = 0;
112 }
113
114 static noinline void __init kmalloc_pagealloc_invalid_free(void)
115 {
116         char *ptr;
117         size_t size = KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE + 10;
118
119         pr_info("kmalloc pagealloc allocation: invalid-free\n");
120         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
121         if (!ptr) {
122                 pr_err("Allocation failed\n");
123                 return;
124         }
125
126         kfree(ptr + 1);
127 }
128 #endif
129
130 static noinline void __init kmalloc_large_oob_right(void)
131 {
132         char *ptr;
133         size_t size = KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE - 256;
134         /* Allocate a chunk that is large enough, but still fits into a slab
135          * and does not trigger the page allocator fallback in SLUB.
136          */
137         pr_info("kmalloc large allocation: out-of-bounds to right\n");
138         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
139         if (!ptr) {
140                 pr_err("Allocation failed\n");
141                 return;
142         }
143
144         ptr[size] = 0;
145         kfree(ptr);
146 }
147
148 static noinline void __init kmalloc_oob_krealloc_more(void)
149 {
150         char *ptr1, *ptr2;
151         size_t size1 = 17;
152         size_t size2 = 19;
153
154         pr_info("out-of-bounds after krealloc more\n");
155         ptr1 = kmalloc(size1, GFP_KERNEL);
156         ptr2 = krealloc(ptr1, size2, GFP_KERNEL);
157         if (!ptr1 || !ptr2) {
158                 pr_err("Allocation failed\n");
159                 kfree(ptr1);
160                 return;
161         }
162
163         ptr2[size2] = 'x';
164         kfree(ptr2);
165 }
166
167 static noinline void __init kmalloc_oob_krealloc_less(void)
168 {
169         char *ptr1, *ptr2;
170         size_t size1 = 17;
171         size_t size2 = 15;
172
173         pr_info("out-of-bounds after krealloc less\n");
174         ptr1 = kmalloc(size1, GFP_KERNEL);
175         ptr2 = krealloc(ptr1, size2, GFP_KERNEL);
176         if (!ptr1 || !ptr2) {
177                 pr_err("Allocation failed\n");
178                 kfree(ptr1);
179                 return;
180         }
181         ptr2[size2] = 'x';
182         kfree(ptr2);
183 }
184
185 static noinline void __init kmalloc_oob_16(void)
186 {
187         struct {
188                 u64 words[2];
189         } *ptr1, *ptr2;
190
191         pr_info("kmalloc out-of-bounds for 16-bytes access\n");
192         ptr1 = kmalloc(sizeof(*ptr1) - 3, GFP_KERNEL);
193         ptr2 = kmalloc(sizeof(*ptr2), GFP_KERNEL);
194         if (!ptr1 || !ptr2) {
195                 pr_err("Allocation failed\n");
196                 kfree(ptr1);
197                 kfree(ptr2);
198                 return;
199         }
200         *ptr1 = *ptr2;
201         kfree(ptr1);
202         kfree(ptr2);
203 }
204
205 static noinline void __init kmalloc_oob_memset_2(void)
206 {
207         char *ptr;
208         size_t size = 8;
209
210         pr_info("out-of-bounds in memset2\n");
211         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
212         if (!ptr) {
213                 pr_err("Allocation failed\n");
214                 return;
215         }
216
217         memset(ptr+7, 0, 2);
218         kfree(ptr);
219 }
220
221 static noinline void __init kmalloc_oob_memset_4(void)
222 {
223         char *ptr;
224         size_t size = 8;
225
226         pr_info("out-of-bounds in memset4\n");
227         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
228         if (!ptr) {
229                 pr_err("Allocation failed\n");
230                 return;
231         }
232
233         memset(ptr+5, 0, 4);
234         kfree(ptr);
235 }
236
237
238 static noinline void __init kmalloc_oob_memset_8(void)
239 {
240         char *ptr;
241         size_t size = 8;
242
243         pr_info("out-of-bounds in memset8\n");
244         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
245         if (!ptr) {
246                 pr_err("Allocation failed\n");
247                 return;
248         }
249
250         memset(ptr+1, 0, 8);
251         kfree(ptr);
252 }
253
254 static noinline void __init kmalloc_oob_memset_16(void)
255 {
256         char *ptr;
257         size_t size = 16;
258
259         pr_info("out-of-bounds in memset16\n");
260         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
261         if (!ptr) {
262                 pr_err("Allocation failed\n");
263                 return;
264         }
265
266         memset(ptr+1, 0, 16);
267         kfree(ptr);
268 }
269
270 static noinline void __init kmalloc_oob_in_memset(void)
271 {
272         char *ptr;
273         size_t size = 666;
274
275         pr_info("out-of-bounds in memset\n");
276         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
277         if (!ptr) {
278                 pr_err("Allocation failed\n");
279                 return;
280         }
281
282         memset(ptr, 0, size+5);
283         kfree(ptr);
284 }
285
286 static noinline void __init kmalloc_uaf(void)
287 {
288         char *ptr;
289         size_t size = 10;
290
291         pr_info("use-after-free\n");
292         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
293         if (!ptr) {
294                 pr_err("Allocation failed\n");
295                 return;
296         }
297
298         kfree(ptr);
299         *(ptr + 8) = 'x';
300 }
301
302 static noinline void __init kmalloc_uaf_memset(void)
303 {
304         char *ptr;
305         size_t size = 33;
306
307         pr_info("use-after-free in memset\n");
308         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
309         if (!ptr) {
310                 pr_err("Allocation failed\n");
311                 return;
312         }
313
314         kfree(ptr);
315         memset(ptr, 0, size);
316 }
317
318 static noinline void __init kmalloc_uaf2(void)
319 {
320         char *ptr1, *ptr2;
321         size_t size = 43;
322
323         pr_info("use-after-free after another kmalloc\n");
324         ptr1 = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
325         if (!ptr1) {
326                 pr_err("Allocation failed\n");
327                 return;
328         }
329
330         kfree(ptr1);
331         ptr2 = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
332         if (!ptr2) {
333                 pr_err("Allocation failed\n");
334                 return;
335         }
336
337         ptr1[40] = 'x';
338         if (ptr1 == ptr2)
339                 pr_err("Could not detect use-after-free: ptr1 == ptr2\n");
340         kfree(ptr2);
341 }
342
343 static noinline void __init kmem_cache_oob(void)
344 {
345         char *p;
346         size_t size = 200;
347         struct kmem_cache *cache = kmem_cache_create("test_cache",
348                                                 size, 0,
349                                                 0, NULL);
350         if (!cache) {
351                 pr_err("Cache allocation failed\n");
352                 return;
353         }
354         pr_info("out-of-bounds in kmem_cache_alloc\n");
355         p = kmem_cache_alloc(cache, GFP_KERNEL);
356         if (!p) {
357                 pr_err("Allocation failed\n");
358                 kmem_cache_destroy(cache);
359                 return;
360         }
361
362         *p = p[size];
363         kmem_cache_free(cache, p);
364         kmem_cache_destroy(cache);
365 }
366
367 static noinline void __init memcg_accounted_kmem_cache(void)
368 {
369         int i;
370         char *p;
371         size_t size = 200;
372         struct kmem_cache *cache;
373
374         cache = kmem_cache_create("test_cache", size, 0, SLAB_ACCOUNT, NULL);
375         if (!cache) {
376                 pr_err("Cache allocation failed\n");
377                 return;
378         }
379
380         pr_info("allocate memcg accounted object\n");
381         /*
382          * Several allocations with a delay to allow for lazy per memcg kmem
383          * cache creation.
384          */
385         for (i = 0; i < 5; i++) {
386                 p = kmem_cache_alloc(cache, GFP_KERNEL);
387                 if (!p)
388                         goto free_cache;
389
390                 kmem_cache_free(cache, p);
391                 msleep(100);
392         }
393
394 free_cache:
395         kmem_cache_destroy(cache);
396 }
397
398 static char global_array[10];
399
400 static noinline void __init kasan_global_oob(void)
401 {
402         volatile int i = 3;
403         char *p = &global_array[ARRAY_SIZE(global_array) + i];
404
405         pr_info("out-of-bounds global variable\n");
406         *(volatile char *)p;
407 }
408
409 static noinline void __init kasan_stack_oob(void)
410 {
411         char stack_array[10];
412         volatile int i = 0;
413         char *p = &stack_array[ARRAY_SIZE(stack_array) + i];
414
415         pr_info("out-of-bounds on stack\n");
416         *(volatile char *)p;
417 }
418
419 static noinline void __init ksize_unpoisons_memory(void)
420 {
421         char *ptr;
422         size_t size = 123, real_size;
423
424         pr_info("ksize() unpoisons the whole allocated chunk\n");
425         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
426         if (!ptr) {
427                 pr_err("Allocation failed\n");
428                 return;
429         }
430         real_size = ksize(ptr);
431         /* This access doesn't trigger an error. */
432         ptr[size] = 'x';
433         /* This one does. */
434         ptr[real_size] = 'y';
435         kfree(ptr);
436 }
437
438 static noinline void __init copy_user_test(void)
439 {
440         char *kmem;
441         char __user *usermem;
442         size_t size = 10;
443         int unused;
444
445         kmem = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
446         if (!kmem)
447                 return;
448
449         usermem = (char __user *)vm_mmap(NULL, 0, PAGE_SIZE,
450                             PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC,
451                             MAP_ANONYMOUS | MAP_PRIVATE, 0);
452         if (IS_ERR(usermem)) {
453                 pr_err("Failed to allocate user memory\n");
454                 kfree(kmem);
455                 return;
456         }
457
458         pr_info("out-of-bounds in copy_from_user()\n");
459         unused = copy_from_user(kmem, usermem, size + 1);
460
461         pr_info("out-of-bounds in copy_to_user()\n");
462         unused = copy_to_user(usermem, kmem, size + 1);
463
464         pr_info("out-of-bounds in __copy_from_user()\n");
465         unused = __copy_from_user(kmem, usermem, size + 1);
466
467         pr_info("out-of-bounds in __copy_to_user()\n");
468         unused = __copy_to_user(usermem, kmem, size + 1);
469
470         pr_info("out-of-bounds in __copy_from_user_inatomic()\n");
471         unused = __copy_from_user_inatomic(kmem, usermem, size + 1);
472
473         pr_info("out-of-bounds in __copy_to_user_inatomic()\n");
474         unused = __copy_to_user_inatomic(usermem, kmem, size + 1);
475
476         pr_info("out-of-bounds in strncpy_from_user()\n");
477         unused = strncpy_from_user(kmem, usermem, size + 1);
478
479         vm_munmap((unsigned long)usermem, PAGE_SIZE);
480         kfree(kmem);
481 }
482
483 static noinline void __init kasan_alloca_oob_left(void)
484 {
485         volatile int i = 10;
486         char alloca_array[i];
487         char *p = alloca_array - 1;
488
489         pr_info("out-of-bounds to left on alloca\n");
490         *(volatile char *)p;
491 }
492
493 static noinline void __init kasan_alloca_oob_right(void)
494 {
495         volatile int i = 10;
496         char alloca_array[i];
497         char *p = alloca_array + i;
498
499         pr_info("out-of-bounds to right on alloca\n");
500         *(volatile char *)p;
501 }
502
503 static noinline void __init kmem_cache_double_free(void)
504 {
505         char *p;
506         size_t size = 200;
507         struct kmem_cache *cache;
508
509         cache = kmem_cache_create("test_cache", size, 0, 0, NULL);
510         if (!cache) {
511                 pr_err("Cache allocation failed\n");
512                 return;
513         }
514         pr_info("double-free on heap object\n");
515         p = kmem_cache_alloc(cache, GFP_KERNEL);
516         if (!p) {
517                 pr_err("Allocation failed\n");
518                 kmem_cache_destroy(cache);
519                 return;
520         }
521
522         kmem_cache_free(cache, p);
523         kmem_cache_free(cache, p);
524         kmem_cache_destroy(cache);
525 }
526
527 static noinline void __init kmem_cache_invalid_free(void)
528 {
529         char *p;
530         size_t size = 200;
531         struct kmem_cache *cache;
532
533         cache = kmem_cache_create("test_cache", size, 0, SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
534                                   NULL);
535         if (!cache) {
536                 pr_err("Cache allocation failed\n");
537                 return;
538         }
539         pr_info("invalid-free of heap object\n");
540         p = kmem_cache_alloc(cache, GFP_KERNEL);
541         if (!p) {
542                 pr_err("Allocation failed\n");
543                 kmem_cache_destroy(cache);
544                 return;
545         }
546
547         /* Trigger invalid free, the object doesn't get freed */
548         kmem_cache_free(cache, p + 1);
549
550         /*
551          * Properly free the object to prevent the "Objects remaining in
552          * test_cache on __kmem_cache_shutdown" BUG failure.
553          */
554         kmem_cache_free(cache, p);
555
556         kmem_cache_destroy(cache);
557 }
558
559 static noinline void __init kasan_memchr(void)
560 {
561         char *ptr;
562         size_t size = 24;
563
564         pr_info("out-of-bounds in memchr\n");
565         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
566         if (!ptr)
567                 return;
568
569         memchr(ptr, '1', size + 1);
570         kfree(ptr);
571 }
572
573 static noinline void __init kasan_memcmp(void)
574 {
575         char *ptr;
576         size_t size = 24;
577         int arr[9];
578
579         pr_info("out-of-bounds in memcmp\n");
580         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
581         if (!ptr)
582                 return;
583
584         memset(arr, 0, sizeof(arr));
585         memcmp(ptr, arr, size+1);
586         kfree(ptr);
587 }
588
589 static noinline void __init kasan_strings(void)
590 {
591         char *ptr;
592         size_t size = 24;
593
594         pr_info("use-after-free in strchr\n");
595         ptr = kmalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
596         if (!ptr)
597                 return;
598
599         kfree(ptr);
600
601         /*
602          * Try to cause only 1 invalid access (less spam in dmesg).
603          * For that we need ptr to point to zeroed byte.
604          * Skip metadata that could be stored in freed object so ptr
605          * will likely point to zeroed byte.
606          */
607         ptr += 16;
608         strchr(ptr, '1');
609
610         pr_info("use-after-free in strrchr\n");
611         strrchr(ptr, '1');
612
613         pr_info("use-after-free in strcmp\n");
614         strcmp(ptr, "2");
615
616         pr_info("use-after-free in strncmp\n");
617         strncmp(ptr, "2", 1);
618
619         pr_info("use-after-free in strlen\n");
620         strlen(ptr);
621
622         pr_info("use-after-free in strnlen\n");
623         strnlen(ptr, 1);
624 }
625
626 static int __init kmalloc_tests_init(void)
627 {
628         /*
629          * Temporarily enable multi-shot mode. Otherwise, we'd only get a
630          * report for the first case.
631          */
632         bool multishot = kasan_save_enable_multi_shot();
633
634         kmalloc_oob_right();
635         kmalloc_oob_left();
636         kmalloc_node_oob_right();
637 #ifdef CONFIG_SLUB
638         kmalloc_pagealloc_oob_right();
639         kmalloc_pagealloc_uaf();
640         kmalloc_pagealloc_invalid_free();
641 #endif
642         kmalloc_large_oob_right();
643         kmalloc_oob_krealloc_more();
644         kmalloc_oob_krealloc_less();
645         kmalloc_oob_16();
646         kmalloc_oob_in_memset();
647         kmalloc_oob_memset_2();
648         kmalloc_oob_memset_4();
649         kmalloc_oob_memset_8();
650         kmalloc_oob_memset_16();
651         kmalloc_uaf();
652         kmalloc_uaf_memset();
653         kmalloc_uaf2();
654         kmem_cache_oob();
655         memcg_accounted_kmem_cache();
656         kasan_stack_oob();
657         kasan_global_oob();
658         kasan_alloca_oob_left();
659         kasan_alloca_oob_right();
660         ksize_unpoisons_memory();
661         copy_user_test();
662         kmem_cache_double_free();
663         kmem_cache_invalid_free();
664         kasan_memchr();
665         kasan_memcmp();
666         kasan_strings();
667
668         kasan_restore_multi_shot(multishot);
669
670         return -EAGAIN;
671 }
672
673 module_init(kmalloc_tests_init);
674 MODULE_LICENSE("GPL");