]> xenbits.xensource.com Git - people/liuw/xen.git/commitdiff
x86/vtx: Disable executable EPT superpages to work around CVE-2018-12207
authorAndrew Cooper <andrew.cooper3@citrix.com>
Thu, 20 Dec 2018 17:25:29 +0000 (17:25 +0000)
committerAndrew Cooper <andrew.cooper3@citrix.com>
Tue, 12 Nov 2019 17:12:54 +0000 (17:12 +0000)
CVE-2018-12207 covers a set of errata on various Intel processors, whereby a
machine check exception can be generated in a corner case when an executable
mapping changes size or cacheability without TLB invalidation.  HVM guest
kernels can trigger this to DoS the host.

To mitigate, in affected hardware, all EPT superpages are marked NX.  When an
instruction fetch violation is observed against the superpage, the superpage
is shattered to 4k and has execute permissions restored.  This prevents the
guest kernel from being able to create the necessary preconditions in the iTLB
to exploit the vulnerability.

This does come with a workload-dependent performance overhead, caused by
increased TLB pressure.  Performance can be restored, if guest kernels are
trusted not to mount an attack, by specifying ept=exec-sp on the command line.

This is part of XSA-304 / CVE-2018-12207

Signed-off-by: Andrew Cooper <andrew.cooper3@citrix.com>
Acked-by: George Dunlap <george.dunlap@citrix.com>
Reviewed-by: Jan Beulich <jbeulich@suse.com>
docs/misc/xen-command-line.pandoc
xen/arch/x86/hvm/hvm.c
xen/arch/x86/hvm/vmx/vmcs.c
xen/arch/x86/hvm/vmx/vmx.c
xen/arch/x86/mm/p2m-ept.c
xen/include/asm-x86/hvm/vmx/vmx.h
xen/include/asm-x86/msr-index.h

index 451d213c8cd61e345605fbd06e797c02e9a53ab4..d2b0020b55fe693235210ceaac96a04c1e80cc15 100644 (file)
@@ -918,7 +918,7 @@ Controls for interacting with the system Extended Firmware Interface.
     uncacheable.
 
 ### ept
-> `= List of [ ad=<bool>, pml=<bool> ]`
+> `= List of [ ad=<bool>, pml=<bool>, exec-sp=<bool> ]`
 
 > Applicability: Intel
 
@@ -949,6 +949,16 @@ introduced with the Nehalem architecture.
     disable PML.  `pml=0` can be used to prevent the use of PML on otherwise
     capable hardware.
 
+*   The `exec-sp` boolean controls whether EPT superpages with execute
+    permissions are permitted.  In general this is good for performance.
+
+    However, on processors vulnerable CVE-2018-12207, HVM guest kernels can
+    use executable superpages to crash the host.  By default, executable
+    superpages are disabled on affected hardware.
+
+    If HVM guest kernels are trusted not to mount a DoS against the system,
+    this option can enabled to regain performance.
+
 ### extra_guest_irqs
 > `= [<domU number>][,<dom0 number>]`
 
index 06a7b4010728d2d260337235ab8ab06a667b3761..818e705fd1189e255187da58a75a99ad5632c032 100644 (file)
@@ -1833,6 +1833,24 @@ int hvm_hap_nested_page_fault(paddr_t gpa, unsigned long gla,
             break;
         }
 
+        /*
+         * Workaround for XSA-304 / CVE-2018-12207.  If we take an execution
+         * fault against a non-executable superpage, shatter it to regain
+         * execute permissions.
+         */
+        if ( page_order > 0 && npfec.insn_fetch && npfec.present && !violation )
+        {
+            int res = p2m_set_entry(p2m, _gfn(gfn), mfn, PAGE_ORDER_4K,
+                                    p2mt, p2ma);
+
+            if ( res )
+                printk(XENLOG_ERR "Failed to shatter gfn %"PRI_gfn": %d\n",
+                       gfn, res);
+
+            rc = !res;
+            goto out_put_gfn;
+        }
+
         if ( violation )
         {
             /* Should #VE be emulated for this fault? */
index ed27e8def7e70e931e1eba3e9163dd71784d5219..d2624ea9d7b12e9c8093cdd430f9fdfc0f313966 100644 (file)
@@ -67,6 +67,7 @@ integer_param("ple_window", ple_window);
 
 static bool __read_mostly opt_ept_pml = true;
 static s8 __read_mostly opt_ept_ad = -1;
+int8_t __read_mostly opt_ept_exec_sp = -1;
 
 static int __init parse_ept_param(const char *s)
 {
@@ -82,6 +83,8 @@ static int __init parse_ept_param(const char *s)
             opt_ept_ad = val;
         else if ( (val = parse_boolean("pml", s, ss)) >= 0 )
             opt_ept_pml = val;
+        else if ( (val = parse_boolean("exec-sp", s, ss)) >= 0 )
+            opt_ept_exec_sp = val;
         else
             rc = -EINVAL;
 
index a55ff37733706e8f3728830bb7b9e799bd28b600..6a5eeb5c1331556cdb4b4af55a999f199c27d020 100644 (file)
@@ -2371,6 +2371,102 @@ static void pi_notification_interrupt(struct cpu_user_regs *regs)
 static void __init lbr_tsx_fixup_check(void);
 static void __init bdf93_fixup_check(void);
 
+/*
+ * Calculate whether the CPU is vulnerable to Instruction Fetch page
+ * size-change MCEs.
+ */
+static bool __init has_if_pschange_mc(void)
+{
+    uint64_t caps = 0;
+
+    /*
+     * If we are virtualised, there is nothing we can do.  Our EPT tables are
+     * shadowed by our hypervisor, and not walked by hardware.
+     */
+    if ( cpu_has_hypervisor )
+        return false;
+
+    if ( boot_cpu_has(X86_FEATURE_ARCH_CAPS) )
+        rdmsrl(MSR_ARCH_CAPABILITIES, caps);
+
+    if ( caps & ARCH_CAPS_IF_PSCHANGE_MC_NO )
+        return false;
+
+    /*
+     * IF_PSCHANGE_MC is only known to affect Intel Family 6 processors at
+     * this time.
+     */
+    if ( boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_INTEL ||
+         boot_cpu_data.x86 != 6 )
+        return false;
+
+    switch ( boot_cpu_data.x86_model )
+    {
+        /*
+         * Core processors since at least Nehalem are vulnerable.
+         */
+    case 0x1f: /* Auburndale / Havendale */
+    case 0x1e: /* Nehalem */
+    case 0x1a: /* Nehalem EP */
+    case 0x2e: /* Nehalem EX */
+    case 0x25: /* Westmere */
+    case 0x2c: /* Westmere EP */
+    case 0x2f: /* Westmere EX */
+    case 0x2a: /* SandyBridge */
+    case 0x2d: /* SandyBridge EP/EX */
+    case 0x3a: /* IvyBridge */
+    case 0x3e: /* IvyBridge EP/EX */
+    case 0x3c: /* Haswell */
+    case 0x3f: /* Haswell EX/EP */
+    case 0x45: /* Haswell D */
+    case 0x46: /* Haswell H */
+    case 0x3d: /* Broadwell */
+    case 0x47: /* Broadwell H */
+    case 0x4f: /* Broadwell EP/EX */
+    case 0x56: /* Broadwell D */
+    case 0x4e: /* Skylake M */
+    case 0x5e: /* Skylake D */
+    case 0x55: /* Skylake-X / Cascade Lake */
+    case 0x8e: /* Kaby / Coffee / Whiskey Lake M */
+    case 0x9e: /* Kaby / Coffee / Whiskey Lake D */
+        return true;
+
+        /*
+         * Atom processors are not vulnerable.
+         */
+    case 0x1c: /* Pineview */
+    case 0x26: /* Lincroft */
+    case 0x27: /* Penwell */
+    case 0x35: /* Cloverview */
+    case 0x36: /* Cedarview */
+    case 0x37: /* Baytrail / Valleyview (Silvermont) */
+    case 0x4d: /* Avaton / Rangely (Silvermont) */
+    case 0x4c: /* Cherrytrail / Brasswell */
+    case 0x4a: /* Merrifield */
+    case 0x5a: /* Moorefield */
+    case 0x5c: /* Goldmont */
+    case 0x5d: /* SoFIA 3G Granite/ES2.1 */
+    case 0x65: /* SoFIA LTE AOSP */
+    case 0x5f: /* Denverton */
+    case 0x6e: /* Cougar Mountain */
+    case 0x75: /* Lightning Mountain */
+    case 0x7a: /* Gemini Lake */
+    case 0x86: /* Jacobsville */
+
+        /*
+         * Knights processors are not vulnerable.
+         */
+    case 0x57: /* Knights Landing */
+    case 0x85: /* Knights Mill */
+        return false;
+
+    default:
+        printk("Unrecognised CPU model %#x - assuming vulnerable to IF_PSCHANGE_MC\n",
+               boot_cpu_data.x86_model);
+        return true;
+    }
+}
+
 const struct hvm_function_table * __init start_vmx(void)
 {
     set_in_cr4(X86_CR4_VMXE);
@@ -2391,6 +2487,17 @@ const struct hvm_function_table * __init start_vmx(void)
      */
     if ( cpu_has_vmx_ept && (cpu_has_vmx_pat || opt_force_ept) )
     {
+        bool cpu_has_bug_pschange_mc = has_if_pschange_mc();
+
+        if ( opt_ept_exec_sp == -1 )
+        {
+            /* Default to non-executable superpages on vulnerable hardware. */
+            opt_ept_exec_sp = !cpu_has_bug_pschange_mc;
+
+            if ( cpu_has_bug_pschange_mc )
+                printk("VMX: Disabling executable EPT superpages due to CVE-2018-12207\n");
+        }
+
         vmx_function_table.hap_supported = 1;
         vmx_function_table.altp2m_supported = 1;
 
index 220990f0174164f7f2db17068c30346c6cbf1a04..f06e51904aae4588ff547778c56409c54cc51861 100644 (file)
@@ -174,6 +174,12 @@ static void ept_p2m_type_to_flags(struct p2m_domain *p2m, ept_entry_t *entry,
             break;
     }
     
+    /*
+     * Don't create executable superpages if we need to shatter them to
+     * protect against CVE-2018-12207.
+     */
+    if ( !opt_ept_exec_sp && is_epte_superpage(entry) )
+        entry->x = 0;
 }
 
 #define GUEST_TABLE_MAP_FAILED  0
index ebaa74449bb5556cdbe6f5bfe29bac72a6057e9b..371b912887e09d8fe603553e4bc3ddbe6fe7496d 100644 (file)
@@ -28,6 +28,8 @@
 #include <asm/hvm/trace.h>
 #include <asm/hvm/vmx/vmcs.h>
 
+extern int8_t opt_ept_exec_sp;
+
 typedef union {
     struct {
         u64 r       :   1,  /* bit 0 - Read permission */
index 637259bd1fe107df080a894484a40045e086e743..32746aa8ae36ce37720dd563235487662b8c08dd 100644 (file)
@@ -52,6 +52,7 @@
 #define ARCH_CAPS_SKIP_L1DFL           (_AC(1, ULL) << 3)
 #define ARCH_CAPS_SSB_NO               (_AC(1, ULL) << 4)
 #define ARCH_CAPS_MDS_NO               (_AC(1, ULL) << 5)
+#define ARCH_CAPS_IF_PSCHANGE_MC_NO    (_AC(1, ULL) << 6)
 
 #define MSR_FLUSH_CMD                  0x0000010b
 #define FLUSH_CMD_L1D                  (_AC(1, ULL) << 0)