randomize_kstack: Improve docs on requirements/rationale
authorKees Cook <keescook@chromium.org>
Tue, 10 May 2022 17:29:36 +0000 (10:29 -0700)
committerKees Cook <keescook@chromium.org>
Tue, 10 May 2022 17:40:26 +0000 (10:40 -0700)
There were some recent questions about where and why to use the
random_kstack routines when applying them to new architectures[1].
Update the header comments to reflect the design choices for the
routines.

[1] https://lore.kernel.org/lkml/1652173338.7bltwybi0c.astroid@bobo.none

Cc: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Cc: Xiu Jianfeng <xiujianfeng@huawei.com>
Signed-off-by: Kees Cook <keescook@chromium.org>
include/linux/randomize_kstack.h

index 1468caf001c05e8f9a3be48f2d49dbf2d411cf2b..5d868505a94e43fe4f6124915e90dc814c269278 100644 (file)
@@ -40,10 +40,14 @@ DECLARE_PER_CPU(u32, kstack_offset);
  */
 #define KSTACK_OFFSET_MAX(x)   ((x) & 0x3FF)
 
-/*
- * These macros must be used during syscall entry when interrupts and
+/**
+ * add_random_kstack_offset - Increase stack utilization by previously
+ *                           chosen random offset
+ *
+ * This should be used in the syscall entry path when interrupts and
  * preempt are disabled, and after user registers have been stored to
- * the stack.
+ * the stack. For testing the resulting entropy, please see:
+ * tools/testing/selftests/lkdtm/stack-entropy.sh
  */
 #define add_random_kstack_offset() do {                                        \
        if (static_branch_maybe(CONFIG_RANDOMIZE_KSTACK_OFFSET_DEFAULT, \
@@ -55,6 +59,23 @@ DECLARE_PER_CPU(u32, kstack_offset);
        }                                                               \
 } while (0)
 
+/**
+ * choose_random_kstack_offset - Choose the random offset for the next
+ *                              add_random_kstack_offset()
+ *
+ * This should only be used during syscall exit when interrupts and
+ * preempt are disabled. This position in the syscall flow is done to
+ * frustrate attacks from userspace attempting to learn the next offset:
+ * - Maximize the timing uncertainty visible from userspace: if the
+ *   offset is chosen at syscall entry, userspace has much more control
+ *   over the timing between choosing offsets. "How long will we be in
+ *   kernel mode?" tends to be more difficult to predict than "how long
+ *   will we be in user mode?"
+ * - Reduce the lifetime of the new offset sitting in memory during
+ *   kernel mode execution. Exposure of "thread-local" memory content
+ *   (e.g. current, percpu, etc) tends to be easier than arbitrary
+ *   location memory exposure.
+ */
 #define choose_random_kstack_offset(rand) do {                         \
        if (static_branch_maybe(CONFIG_RANDOMIZE_KSTACK_OFFSET_DEFAULT, \
                                &randomize_kstack_offset)) {            \