]> xenbits.xensource.com Git - xen.git/commitdiff
xen: common: add ability to enable stack protector
authorVolodymyr Babchuk <volodymyr_babchuk@epam.com>
Mon, 14 Apr 2025 11:07:12 +0000 (13:07 +0200)
committerJan Beulich <jbeulich@suse.com>
Mon, 14 Apr 2025 11:07:12 +0000 (13:07 +0200)
Both GCC and Clang support -fstack-protector feature, which add stack
canaries to functions where stack corruption is possible. This patch
makes general preparations to enable this feature on different
supported architectures:

 - Added CONFIG_HAS_STACK_PROTECTOR option so each architecture
   can enable this feature individually
 - Added user-selectable CONFIG_STACK_PROTECTOR option
 - Implemented code that sets up random stack canary and a basic
   handler for stack protector failures

Stack guard value is initialized in two phases:

1. Pre-defined randomly-selected value.

2. Own implementation of linear congruent random number generator. It
relies on get_cycles() being available very early. If get_cycles()
returns zero, it would leave pre-defined value from the previous step.

boot_stack_chk_guard_setup() is declared as always_inline to ensure
that it will not trigger stack protector by itself. And of course,
caller should ensure that stack protection code will not be reached
later. It is possible to call the same function from an ASM code by
introducing simple trampoline in stack-protector.c, but right now
there is no use case for such trampoline.

As __stack_chk_fail() is not called by Xen source code directly, and
only called by compiler-generated code, it does not needed to be
declared separately. So we need separate MISRA deviation for it.

Signed-off-by: Volodymyr Babchuk <volodymyr_babchuk@epam.com>
Reviewed-by: Jan Beulich <jbeulich@suse.com>
docs/misra/safe.json
xen/Makefile
xen/common/Kconfig
xen/common/Makefile
xen/common/stack-protector.c [new file with mode: 0644]
xen/include/xen/stack-protector.h [new file with mode: 0644]

index 3d68b591696eda5516fd0b1d18efcd44586ef5b8..e3489dba8eb77b6ea33596ee08ff2ee51f53c856 100644 (file)
         },
         {
             "id": "SAF-13-safe",
+            "analyser": {
+                "eclair": "MC3A2.R8.4"
+            },
+            "name": "Rule 8.4: compiler-called function",
+            "text": "A function, all invocations of which are compiler generated, does not need to have a visible declaration prior to its definition."
+        },
+        {
+            "id": "SAF-14-safe",
             "analyser": {},
             "name": "Sentinel",
             "text": "Next ID to be used"
index 58fafab33d6f0a0b9b0f5e993aa7a0037a9dd70a..8fc4e042ff9a51c32812987c9646ffded913cf3d 100644 (file)
@@ -435,7 +435,11 @@ else
 CFLAGS_UBSAN :=
 endif
 
+ifeq ($(CONFIG_STACK_PROTECTOR),y)
+CFLAGS += -fstack-protector
+else
 CFLAGS += -fno-stack-protector
+endif
 
 ifeq ($(CONFIG_LTO),y)
 CFLAGS += -flto
index 06ae9751aa00a55c3cc78bf147f7b2e0b66a9e62..42a2b6a03f6a3b73af585369850e39ba8f135beb 100644 (file)
@@ -100,6 +100,9 @@ config HAS_PMAP
 config HAS_SCHED_GRANULARITY
        bool
 
+config HAS_STACK_PROTECTOR
+       bool
+
 config HAS_UBSAN
        bool
 
@@ -233,6 +236,18 @@ config SPECULATIVE_HARDEN_LOCK
 
 endmenu
 
+menu "Other hardening"
+
+config STACK_PROTECTOR
+       bool "Stack protector"
+       depends on HAS_STACK_PROTECTOR
+       help
+         Enable the Stack Protector compiler hardening option. This inserts a
+         canary value in the stack frame of functions, and performs an integrity
+         check on function exit.
+
+endmenu
+
 config DIT_DEFAULT
        bool "Data Independent Timing default"
        depends on HAS_DIT
index 9da8a7244d516039bae084592801a4f3ac6832f6..f625031d16f0d437465f106ced9ea825edf33bf3 100644 (file)
@@ -46,6 +46,7 @@ obj-y += shutdown.o
 obj-y += softirq.o
 obj-y += smp.o
 obj-y += spinlock.o
+obj-$(CONFIG_STACK_PROTECTOR) += stack-protector.o
 obj-y += stop_machine.o
 obj-y += symbols.o
 obj-y += tasklet.o
diff --git a/xen/common/stack-protector.c b/xen/common/stack-protector.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2115912
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,22 @@
+/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
+#include <xen/init.h>
+#include <xen/lib.h>
+#include <xen/random.h>
+#include <xen/time.h>
+
+/*
+ * Initial value is chosen by a fair dice roll.
+ * It will be updated during boot process.
+ */
+#if BITS_PER_LONG == 32
+unsigned long __ro_after_init __stack_chk_guard = 0xdd2cc927UL;
+#else
+unsigned long __ro_after_init __stack_chk_guard = 0x2d853605a4d9a09cUL;
+#endif
+
+/* SAF-13-safe compiler-called function */
+void noreturn __stack_chk_fail(void)
+{
+    dump_execution_state();
+    panic("Stack Protector integrity violation identified\n");
+}
diff --git a/xen/include/xen/stack-protector.h b/xen/include/xen/stack-protector.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..931affd
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,39 @@
+#ifndef __XEN_STACK_PROTECTOR_H__
+#define __XEN_STACK_PROTECTOR_H__
+
+extern unsigned long __stack_chk_guard;
+
+/*
+ * This function should be called from a C function that escapes stack
+ * canary tracking (by calling reset_stack_and_jump() for example).
+ */
+static always_inline void boot_stack_chk_guard_setup(void)
+{
+#ifdef CONFIG_STACK_PROTECTOR
+
+    /*
+     * Linear congruent generator (X_n+1 = X_n * a + c).
+     *
+     * Constant is taken from "Tables Of Linear Congruential
+     * Generators Of Different Sizes And Good Lattice Structure" by
+     * Pierre L’Ecuyer.
+     */
+#if BITS_PER_LONG == 32
+    const unsigned long a = 2891336453UL;
+#else
+    const unsigned long a = 2862933555777941757UL;
+#endif
+    const unsigned long c = 1;
+
+    unsigned long cycles = get_cycles();
+
+    /* Use the initial value if we can't generate random one */
+    if ( !cycles )
+        return;
+
+    __stack_chk_guard = cycles * a + c;
+
+#endif /* CONFIG_STACK_PROTECTOR */
+}
+
+#endif /* __XEN_STACK_PROTECTOR_H__ */