kasan: stop leaking stack trace handles
authorAndrey Konovalov <andreyknvl@google.com>
Tue, 26 Dec 2023 22:51:21 +0000 (23:51 +0100)
committerAndrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
Fri, 5 Jan 2024 18:17:45 +0000 (10:17 -0800)
Commit 773688a6cb24 ("kasan: use stack_depot_put for Generic mode") added
support for stack trace eviction for Generic KASAN.

However, that commit didn't evict stack traces when the object is not put
into quarantine.  As a result, some stack traces are never evicted from
the stack depot.

In addition, with the "kasan: save mempool stack traces" series, the free
stack traces for mempool objects are also not properly evicted from the
stack depot.

Fix both issues by:

1. Evicting all stack traces when an object if freed if it was not put
   into quarantine;

2. Always evicting an existing free stack trace when a new one is saved.

Also do a few related clean-ups:

- Do not zero out free track when initializing/invalidating free meta:
  set a value in shadow memory instead;

- Rename KASAN_SLAB_FREETRACK to KASAN_SLAB_FREE_META;

- Drop the kasan_init_cache_meta function as it's not used by KASAN;

- Add comments for the kasan_alloc_meta and kasan_free_meta structs.

[akpm@linux-foundation.org: make release_free_meta() and release_alloc_meta() static]
Link: https://lkml.kernel.org/r/20231226225121.235865-1-andrey.konovalov@linux.dev
Fixes: 773688a6cb24 ("kasan: use stack_depot_put for Generic mode")
Signed-off-by: Andrey Konovalov <andreyknvl@google.com>
Cc: Alexander Potapenko <glider@google.com>
Cc: Andrey Ryabinin <ryabinin.a.a@gmail.com>
Cc: Dmitry Vyukov <dvyukov@google.com>
Cc: Marco Elver <elver@google.com>
Signed-off-by: Andrew Morton <akpm@linux-foundation.org>
mm/kasan/common.c
mm/kasan/generic.c
mm/kasan/kasan.h
mm/kasan/quarantine.c
mm/kasan/report_generic.c

index a486e9b1ac68e39bdabf008f7ec74bf8554bc730..223af53d433854f1f9cc97dbe1e049d066be25d8 100644 (file)
@@ -255,14 +255,33 @@ static inline bool poison_slab_object(struct kmem_cache *cache, void *object,
 bool __kasan_slab_free(struct kmem_cache *cache, void *object,
                                unsigned long ip, bool init)
 {
-       bool buggy_object;
-
        if (is_kfence_address(object))
                return false;
 
-       buggy_object = poison_slab_object(cache, object, ip, init);
+       /*
+        * If the object is buggy, do not let slab put the object onto the
+        * freelist. The object will thus never be allocated again and its
+        * metadata will never get released.
+        */
+       if (poison_slab_object(cache, object, ip, init))
+               return true;
+
+       /*
+        * If the object is put into quarantine, do not let slab put the object
+        * onto the freelist for now. The object's metadata is kept until the
+        * object gets evicted from quarantine.
+        */
+       if (kasan_quarantine_put(cache, object))
+               return true;
+
+       /*
+        * If the object is not put into quarantine, it will likely be quickly
+        * reallocated. Thus, release its metadata now.
+        */
+       kasan_release_object_meta(cache, object);
 
-       return buggy_object ? true : kasan_quarantine_put(cache, object);
+       /* Let slab put the object onto the freelist. */
+       return false;
 }
 
 static inline bool check_page_allocation(void *ptr, unsigned long ip)
index 0e77c43c559e36a53c005a45b976ba5c36ebf2ad..24c13dfb1e9478be88aee818321110b311b1761b 100644 (file)
@@ -480,10 +480,10 @@ struct kasan_free_meta *kasan_get_free_meta(struct kmem_cache *cache,
 void kasan_init_object_meta(struct kmem_cache *cache, const void *object)
 {
        struct kasan_alloc_meta *alloc_meta;
-       struct kasan_free_meta *free_meta;
 
        alloc_meta = kasan_get_alloc_meta(cache, object);
        if (alloc_meta) {
+               /* Zero out alloc meta to mark it as invalid. */
                __memset(alloc_meta, 0, sizeof(*alloc_meta));
 
                /*
@@ -495,9 +495,50 @@ void kasan_init_object_meta(struct kmem_cache *cache, const void *object)
                raw_spin_lock_init(&alloc_meta->aux_lock);
                kasan_enable_current();
        }
+
+       /*
+        * Explicitly marking free meta as invalid is not required: the shadow
+        * value for the first 8 bytes of a newly allocated object is not
+        * KASAN_SLAB_FREE_META.
+        */
+}
+
+static void release_alloc_meta(struct kasan_alloc_meta *meta)
+{
+       /* Evict the stack traces from stack depot. */
+       stack_depot_put(meta->alloc_track.stack);
+       stack_depot_put(meta->aux_stack[0]);
+       stack_depot_put(meta->aux_stack[1]);
+
+       /* Zero out alloc meta to mark it as invalid. */
+       __memset(meta, 0, sizeof(*meta));
+}
+
+static void release_free_meta(const void *object, struct kasan_free_meta *meta)
+{
+       /* Check if free meta is valid. */
+       if (*(u8 *)kasan_mem_to_shadow(object) != KASAN_SLAB_FREE_META)
+               return;
+
+       /* Evict the stack trace from the stack depot. */
+       stack_depot_put(meta->free_track.stack);
+
+       /* Mark free meta as invalid. */
+       *(u8 *)kasan_mem_to_shadow(object) = KASAN_SLAB_FREE;
+}
+
+void kasan_release_object_meta(struct kmem_cache *cache, const void *object)
+{
+       struct kasan_alloc_meta *alloc_meta;
+       struct kasan_free_meta *free_meta;
+
+       alloc_meta = kasan_get_alloc_meta(cache, object);
+       if (alloc_meta)
+               release_alloc_meta(alloc_meta);
+
        free_meta = kasan_get_free_meta(cache, object);
        if (free_meta)
-               __memset(free_meta, 0, sizeof(*free_meta));
+               release_free_meta(object, free_meta);
 }
 
 size_t kasan_metadata_size(struct kmem_cache *cache, bool in_object)
@@ -573,11 +614,8 @@ void kasan_save_alloc_info(struct kmem_cache *cache, void *object, gfp_t flags)
        if (!alloc_meta)
                return;
 
-       /* Evict previous stack traces (might exist for krealloc). */
-       stack_depot_put(alloc_meta->alloc_track.stack);
-       stack_depot_put(alloc_meta->aux_stack[0]);
-       stack_depot_put(alloc_meta->aux_stack[1]);
-       __memset(alloc_meta, 0, sizeof(*alloc_meta));
+       /* Evict previous stack traces (might exist for krealloc or mempool). */
+       release_alloc_meta(alloc_meta);
 
        kasan_save_track(&alloc_meta->alloc_track, flags);
 }
@@ -590,7 +628,11 @@ void kasan_save_free_info(struct kmem_cache *cache, void *object)
        if (!free_meta)
                return;
 
+       /* Evict previous stack trace (might exist for mempool). */
+       release_free_meta(object, free_meta);
+
        kasan_save_track(&free_meta->free_track, 0);
-       /* The object was freed and has free track set. */
-       *(u8 *)kasan_mem_to_shadow(object) = KASAN_SLAB_FREETRACK;
+
+       /* Mark free meta as valid. */
+       *(u8 *)kasan_mem_to_shadow(object) = KASAN_SLAB_FREE_META;
 }
index 814e89523c64cc0aa52bd431bcb6481119301522..645ae04539c96383adc68a9db7e2d8a3b6b43989 100644 (file)
@@ -156,7 +156,7 @@ static inline bool kasan_requires_meta(void)
 
 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
 
-#define KASAN_SLAB_FREETRACK   0xFA  /* freed slab object with free track */
+#define KASAN_SLAB_FREE_META   0xFA  /* freed slab object with free meta */
 #define KASAN_GLOBAL_REDZONE   0xF9  /* redzone for global variable */
 
 /* Stack redzone shadow values. Compiler ABI, do not change. */
@@ -253,6 +253,15 @@ struct kasan_global {
 
 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
 
+/*
+ * Alloc meta contains the allocation-related information about a slab object.
+ * Alloc meta is saved when an object is allocated and is kept until either the
+ * object returns to the slab freelist (leaves quarantine for quarantined
+ * objects or gets freed for the non-quarantined ones) or reallocated via
+ * krealloc or through a mempool.
+ * Alloc meta is stored inside of the object's redzone.
+ * Alloc meta is considered valid whenever it contains non-zero data.
+ */
 struct kasan_alloc_meta {
        struct kasan_track alloc_track;
        /* Free track is stored in kasan_free_meta. */
@@ -278,8 +287,12 @@ struct qlist_node {
 #define KASAN_NO_FREE_META INT_MAX
 
 /*
- * Free meta is only used by Generic mode while the object is in quarantine.
- * After that, slab allocator stores the freelist pointer in the object.
+ * Free meta contains the freeing-related information about a slab object.
+ * Free meta is only kept for quarantined objects and for mempool objects until
+ * the object gets allocated again.
+ * Free meta is stored within the object's memory.
+ * Free meta is considered valid whenever the value of the shadow byte that
+ * corresponds to the first 8 bytes of the object is KASAN_SLAB_FREE_META.
  */
 struct kasan_free_meta {
        struct qlist_node quarantine_link;
@@ -380,15 +393,15 @@ void kasan_report_invalid_free(void *object, unsigned long ip, enum kasan_report
 struct slab *kasan_addr_to_slab(const void *addr);
 
 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
-void kasan_init_cache_meta(struct kmem_cache *cache, unsigned int *size);
-void kasan_init_object_meta(struct kmem_cache *cache, const void *object);
 struct kasan_alloc_meta *kasan_get_alloc_meta(struct kmem_cache *cache,
                                                const void *object);
 struct kasan_free_meta *kasan_get_free_meta(struct kmem_cache *cache,
                                                const void *object);
+void kasan_init_object_meta(struct kmem_cache *cache, const void *object);
+void kasan_release_object_meta(struct kmem_cache *cache, const void *object);
 #else
-static inline void kasan_init_cache_meta(struct kmem_cache *cache, unsigned int *size) { }
 static inline void kasan_init_object_meta(struct kmem_cache *cache, const void *object) { }
+static inline void kasan_release_object_meta(struct kmem_cache *cache, const void *object) { }
 #endif
 
 depot_stack_handle_t kasan_save_stack(gfp_t flags, depot_flags_t depot_flags);
index 782e045da9119c32a288c2699ba108d1074ab8dd..8afa77bc5d3b61a8371e79080a56d6318f659c9b 100644 (file)
@@ -143,22 +143,10 @@ static void *qlink_to_object(struct qlist_node *qlink, struct kmem_cache *cache)
 static void qlink_free(struct qlist_node *qlink, struct kmem_cache *cache)
 {
        void *object = qlink_to_object(qlink, cache);
-       struct kasan_alloc_meta *alloc_meta = kasan_get_alloc_meta(cache, object);
        struct kasan_free_meta *free_meta = kasan_get_free_meta(cache, object);
        unsigned long flags;
 
-       if (alloc_meta) {
-               stack_depot_put(alloc_meta->alloc_track.stack);
-               stack_depot_put(alloc_meta->aux_stack[0]);
-               stack_depot_put(alloc_meta->aux_stack[1]);
-               __memset(alloc_meta, 0, sizeof(*alloc_meta));
-       }
-
-       if (free_meta &&
-           *(u8 *)kasan_mem_to_shadow(object) == KASAN_SLAB_FREETRACK) {
-               stack_depot_put(free_meta->free_track.stack);
-               __memset(&free_meta->free_track, 0, sizeof(free_meta->free_track));
-       }
+       kasan_release_object_meta(cache, object);
 
        /*
         * If init_on_free is enabled and KASAN's free metadata is stored in
@@ -170,12 +158,6 @@ static void qlink_free(struct qlist_node *qlink, struct kmem_cache *cache)
            cache->kasan_info.free_meta_offset == 0)
                memzero_explicit(free_meta, sizeof(*free_meta));
 
-       /*
-        * As the object now gets freed from the quarantine,
-        * take note that its free track is no longer exists.
-        */
-       *(u8 *)kasan_mem_to_shadow(object) = KASAN_SLAB_FREE;
-
        if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB))
                local_irq_save(flags);
 
index 99cbcd73cff7c5180c0339afb664e1d2af81d741..f5b8e37b3805cdfaa3a9066ed6c3b248375fcea4 100644 (file)
@@ -110,7 +110,7 @@ static const char *get_shadow_bug_type(struct kasan_report_info *info)
                bug_type = "use-after-free";
                break;
        case KASAN_SLAB_FREE:
-       case KASAN_SLAB_FREETRACK:
+       case KASAN_SLAB_FREE_META:
                bug_type = "slab-use-after-free";
                break;
        case KASAN_ALLOCA_LEFT:
@@ -173,8 +173,8 @@ void kasan_complete_mode_report_info(struct kasan_report_info *info)
                memcpy(&info->alloc_track, &alloc_meta->alloc_track,
                       sizeof(info->alloc_track));
 
-       if (*(u8 *)kasan_mem_to_shadow(info->object) == KASAN_SLAB_FREETRACK) {
-               /* Free meta must be present with KASAN_SLAB_FREETRACK. */
+       if (*(u8 *)kasan_mem_to_shadow(info->object) == KASAN_SLAB_FREE_META) {
+               /* Free meta must be present with KASAN_SLAB_FREE_META. */
                free_meta = kasan_get_free_meta(info->cache, info->object);
                memcpy(&info->free_track, &free_meta->free_track,
                       sizeof(info->free_track));