]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - scripts/leaking_addresses.pl
leaking_addresses: skip '/proc/1/syscall'
[linux.git] / scripts / leaking_addresses.pl
1 #!/usr/bin/env perl
2 #
3 # (c) 2017 Tobin C. Harding <me@tobin.cc>
4 # Licensed under the terms of the GNU GPL License version 2
5 #
6 # leaking_addresses.pl: Scan the kernel for potential leaking addresses.
7 #  - Scans dmesg output.
8 #  - Walks directory tree and parses each file (for each directory in @DIRS).
9 #
10 # Use --debug to output path before parsing, this is useful to find files that
11 # cause the script to choke.
12
13 #
14 # When the system is idle it is likely that most files under /proc/PID will be
15 # identical for various processes.  Scanning _all_ the PIDs under /proc is
16 # unnecessary and implies that we are thoroughly scanning /proc.  This is _not_
17 # the case because there may be ways userspace can trigger creation of /proc
18 # files that leak addresses but were not present during a scan.  For these two
19 # reasons we exclude all PID directories under /proc except '1/'
20
21 use warnings;
22 use strict;
23 use POSIX;
24 use File::Basename;
25 use File::Spec;
26 use Cwd 'abs_path';
27 use Term::ANSIColor qw(:constants);
28 use Getopt::Long qw(:config no_auto_abbrev);
29 use Config;
30 use bigint qw/hex/;
31 use feature 'state';
32
33 my $P = $0;
34 my $V = '0.01';
35
36 # Directories to scan.
37 my @DIRS = ('/proc', '/sys');
38
39 # Timer for parsing each file, in seconds.
40 my $TIMEOUT = 10;
41
42 # Kernel addresses vary by architecture.  We can only auto-detect the following
43 # architectures (using `uname -m`).  (flag --32-bit overrides auto-detection.)
44 my @SUPPORTED_ARCHITECTURES = ('x86_64', 'ppc64', 'x86');
45
46 # Command line options.
47 my $help = 0;
48 my $debug = 0;
49 my $raw = 0;
50 my $output_raw = "";    # Write raw results to file.
51 my $input_raw = "";     # Read raw results from file instead of scanning.
52 my $suppress_dmesg = 0;         # Don't show dmesg in output.
53 my $squash_by_path = 0;         # Summary report grouped by absolute path.
54 my $squash_by_filename = 0;     # Summary report grouped by filename.
55 my $kernel_config_file = "";    # Kernel configuration file.
56 my $opt_32bit = 0;              # Scan 32-bit kernel.
57 my $page_offset_32bit = 0;      # Page offset for 32-bit kernel.
58
59 # Skip these absolute paths.
60 my @skip_abs = (
61         '/proc/kmsg',
62         '/proc/device-tree',
63         '/proc/1/syscall',
64         '/sys/firmware/devicetree',
65         '/sys/kernel/debug/tracing/trace_pipe',
66         '/sys/kernel/security/apparmor/revision');
67
68 # Skip these under any subdirectory.
69 my @skip_any = (
70         'pagemap',
71         'events',
72         'access',
73         'registers',
74         'snapshot_raw',
75         'trace_pipe_raw',
76         'ptmx',
77         'trace_pipe',
78         'fd',
79         'usbmon');
80
81 sub help
82 {
83         my ($exitcode) = @_;
84
85         print << "EOM";
86
87 Usage: $P [OPTIONS]
88 Version: $V
89
90 Options:
91
92         -o, --output-raw=<file>         Save results for future processing.
93         -i, --input-raw=<file>          Read results from file instead of scanning.
94               --raw                     Show raw results (default).
95               --suppress-dmesg          Do not show dmesg results.
96               --squash-by-path          Show one result per unique path.
97               --squash-by-filename      Show one result per unique filename.
98         --kernel-config-file=<file>     Kernel configuration file (e.g /boot/config)
99         --32-bit                        Scan 32-bit kernel.
100         --page-offset-32-bit=o          Page offset (for 32-bit kernel 0xABCD1234).
101         -d, --debug                     Display debugging output.
102         -h, --help, --version           Display this help and exit.
103
104 Scans the running kernel for potential leaking addresses.
105
106 EOM
107         exit($exitcode);
108 }
109
110 GetOptions(
111         'd|debug'               => \$debug,
112         'h|help'                => \$help,
113         'version'               => \$help,
114         'o|output-raw=s'        => \$output_raw,
115         'i|input-raw=s'         => \$input_raw,
116         'suppress-dmesg'        => \$suppress_dmesg,
117         'squash-by-path'        => \$squash_by_path,
118         'squash-by-filename'    => \$squash_by_filename,
119         'raw'                   => \$raw,
120         'kernel-config-file=s'  => \$kernel_config_file,
121         '32-bit'                => \$opt_32bit,
122         'page-offset-32-bit=o'  => \$page_offset_32bit,
123 ) or help(1);
124
125 help(0) if ($help);
126
127 if ($input_raw) {
128         format_output($input_raw);
129         exit(0);
130 }
131
132 if (!$input_raw and ($squash_by_path or $squash_by_filename)) {
133         printf "\nSummary reporting only available with --input-raw=<file>\n";
134         printf "(First run scan with --output-raw=<file>.)\n";
135         exit(128);
136 }
137
138 if (!(is_supported_architecture() or $opt_32bit or $page_offset_32bit)) {
139         printf "\nScript does not support your architecture, sorry.\n";
140         printf "\nCurrently we support: \n\n";
141         foreach(@SUPPORTED_ARCHITECTURES) {
142                 printf "\t%s\n", $_;
143         }
144         printf("\n");
145
146         printf("If you are running a 32-bit architecture you may use:\n");
147         printf("\n\t--32-bit or --page-offset-32-bit=<page offset>\n\n");
148
149         my $archname = `uname -m`;
150         printf("Machine hardware name (`uname -m`): %s\n", $archname);
151
152         exit(129);
153 }
154
155 if ($output_raw) {
156         open my $fh, '>', $output_raw or die "$0: $output_raw: $!\n";
157         select $fh;
158 }
159
160 parse_dmesg();
161 walk(@DIRS);
162
163 exit 0;
164
165 sub dprint
166 {
167         printf(STDERR @_) if $debug;
168 }
169
170 sub is_supported_architecture
171 {
172         return (is_x86_64() or is_ppc64() or is_ix86_32());
173 }
174
175 sub is_32bit
176 {
177         # Allow --32-bit or --page-offset-32-bit to override
178         if ($opt_32bit or $page_offset_32bit) {
179                 return 1;
180         }
181
182         return is_ix86_32();
183 }
184
185 sub is_ix86_32
186 {
187        state $arch = `uname -m`;
188
189        chomp $arch;
190        if ($arch =~ m/i[3456]86/) {
191                return 1;
192        }
193        return 0;
194 }
195
196 sub is_arch
197 {
198        my ($desc) = @_;
199        my $arch = `uname -m`;
200
201        chomp $arch;
202        if ($arch eq $desc) {
203                return 1;
204        }
205        return 0;
206 }
207
208 sub is_x86_64
209 {
210         state $is = is_arch('x86_64');
211         return $is;
212 }
213
214 sub is_ppc64
215 {
216         state $is = is_arch('ppc64');
217         return $is;
218 }
219
220 # Gets config option value from kernel config file.
221 # Returns "" on error or if config option not found.
222 sub get_kernel_config_option
223 {
224         my ($option) = @_;
225         my $value = "";
226         my $tmp_file = "";
227         my @config_files;
228
229         # Allow --kernel-config-file to override.
230         if ($kernel_config_file ne "") {
231                 @config_files = ($kernel_config_file);
232         } elsif (-R "/proc/config.gz") {
233                 my $tmp_file = "/tmp/tmpkconf";
234
235                 if (system("gunzip < /proc/config.gz > $tmp_file")) {
236                         dprint "$0: system(gunzip < /proc/config.gz) failed\n";
237                         return "";
238                 } else {
239                         @config_files = ($tmp_file);
240                 }
241         } else {
242                 my $file = '/boot/config-' . `uname -r`;
243                 chomp $file;
244                 @config_files = ($file, '/boot/config');
245         }
246
247         foreach my $file (@config_files) {
248                 dprint("parsing config file: %s\n", $file);
249                 $value = option_from_file($option, $file);
250                 if ($value ne "") {
251                         last;
252                 }
253         }
254
255         if ($tmp_file ne "") {
256                 system("rm -f $tmp_file");
257         }
258
259         return $value;
260 }
261
262 # Parses $file and returns kernel configuration option value.
263 sub option_from_file
264 {
265         my ($option, $file) = @_;
266         my $str = "";
267         my $val = "";
268
269         open(my $fh, "<", $file) or return "";
270         while (my $line = <$fh> ) {
271                 if ($line =~ /^$option/) {
272                         ($str, $val) = split /=/, $line;
273                         chomp $val;
274                         last;
275                 }
276         }
277
278         close $fh;
279         return $val;
280 }
281
282 sub is_false_positive
283 {
284         my ($match) = @_;
285
286         if (is_32bit()) {
287                 return is_false_positive_32bit($match);
288         }
289
290         # 64 bit false positives.
291
292         if ($match =~ '\b(0x)?(f|F){16}\b' or
293             $match =~ '\b(0x)?0{16}\b') {
294                 return 1;
295         }
296
297         if (is_x86_64() and is_in_vsyscall_memory_region($match)) {
298                 return 1;
299         }
300
301         return 0;
302 }
303
304 sub is_false_positive_32bit
305 {
306        my ($match) = @_;
307        state $page_offset = get_page_offset();
308
309        if ($match =~ '\b(0x)?(f|F){8}\b') {
310                return 1;
311        }
312
313        if (hex($match) < $page_offset) {
314                return 1;
315        }
316
317        return 0;
318 }
319
320 # returns integer value
321 sub get_page_offset
322 {
323        my $page_offset;
324        my $default_offset = 0xc0000000;
325
326        # Allow --page-offset-32bit to override.
327        if ($page_offset_32bit != 0) {
328                return $page_offset_32bit;
329        }
330
331        $page_offset = get_kernel_config_option('CONFIG_PAGE_OFFSET');
332        if (!$page_offset) {
333                return $default_offset;
334        }
335        return $page_offset;
336 }
337
338 sub is_in_vsyscall_memory_region
339 {
340         my ($match) = @_;
341
342         my $hex = hex($match);
343         my $region_min = hex("0xffffffffff600000");
344         my $region_max = hex("0xffffffffff601000");
345
346         return ($hex >= $region_min and $hex <= $region_max);
347 }
348
349 # True if argument potentially contains a kernel address.
350 sub may_leak_address
351 {
352         my ($line) = @_;
353         my $address_re;
354
355         # Signal masks.
356         if ($line =~ '^SigBlk:' or
357             $line =~ '^SigIgn:' or
358             $line =~ '^SigCgt:') {
359                 return 0;
360         }
361
362         if ($line =~ '\bKEY=[[:xdigit:]]{14} [[:xdigit:]]{16} [[:xdigit:]]{16}\b' or
363             $line =~ '\b[[:xdigit:]]{14} [[:xdigit:]]{16} [[:xdigit:]]{16}\b') {
364                 return 0;
365         }
366
367         $address_re = get_address_re();
368         while (/($address_re)/g) {
369                 if (!is_false_positive($1)) {
370                         return 1;
371                 }
372         }
373
374         return 0;
375 }
376
377 sub get_address_re
378 {
379         if (is_ppc64()) {
380                 return '\b(0x)?[89abcdef]00[[:xdigit:]]{13}\b';
381         } elsif (is_32bit()) {
382                 return '\b(0x)?[[:xdigit:]]{8}\b';
383         }
384
385         return get_x86_64_re();
386 }
387
388 sub get_x86_64_re
389 {
390         # We handle page table levels but only if explicitly configured using
391         # CONFIG_PGTABLE_LEVELS.  If config file parsing fails or config option
392         # is not found we default to using address regular expression suitable
393         # for 4 page table levels.
394         state $ptl = get_kernel_config_option('CONFIG_PGTABLE_LEVELS');
395
396         if ($ptl == 5) {
397                 return '\b(0x)?ff[[:xdigit:]]{14}\b';
398         }
399         return '\b(0x)?ffff[[:xdigit:]]{12}\b';
400 }
401
402 sub parse_dmesg
403 {
404         open my $cmd, '-|', 'dmesg';
405         while (<$cmd>) {
406                 if (may_leak_address($_)) {
407                         print 'dmesg: ' . $_;
408                 }
409         }
410         close $cmd;
411 }
412
413 # True if we should skip this path.
414 sub skip
415 {
416         my ($path) = @_;
417
418         foreach (@skip_abs) {
419                 return 1 if (/^$path$/);
420         }
421
422         my($filename, $dirs, $suffix) = fileparse($path);
423         foreach (@skip_any) {
424                 return 1 if (/^$filename$/);
425         }
426
427         return 0;
428 }
429
430 sub timed_parse_file
431 {
432         my ($file) = @_;
433
434         eval {
435                 local $SIG{ALRM} = sub { die "alarm\n" }; # NB: \n required.
436                 alarm $TIMEOUT;
437                 parse_file($file);
438                 alarm 0;
439         };
440
441         if ($@) {
442                 die unless $@ eq "alarm\n";     # Propagate unexpected errors.
443                 printf STDERR "timed out parsing: %s\n", $file;
444         }
445 }
446
447 sub parse_file
448 {
449         my ($file) = @_;
450
451         if (! -R $file) {
452                 return;
453         }
454
455         if (! -T $file) {
456                 return;
457         }
458
459         open my $fh, "<", $file or return;
460         while ( <$fh> ) {
461                 if (may_leak_address($_)) {
462                         print $file . ': ' . $_;
463                 }
464         }
465         close $fh;
466 }
467
468 # Recursively walk directory tree.
469 sub walk
470 {
471         my @dirs = @_;
472
473         while (my $pwd = shift @dirs) {
474                 next if (!opendir(DIR, $pwd));
475                 my @files = readdir(DIR);
476                 closedir(DIR);
477
478                 foreach my $file (@files) {
479                         next if ($file eq '.' or $file eq '..');
480
481                         my $path = "$pwd/$file";
482                         next if (-l $path);
483
484                         # skip /proc/PID except /proc/1
485                         next if (($path =~ /^\/proc\/[0-9]+$/) &&
486                                  ($path !~ /^\/proc\/1$/));
487
488                         next if (skip($path));
489
490                         if (-d $path) {
491                                 push @dirs, $path;
492                                 next;
493                         }
494
495                         dprint "parsing: $path\n";
496                         timed_parse_file($path);
497                 }
498         }
499 }
500
501 sub format_output
502 {
503         my ($file) = @_;
504
505         # Default is to show raw results.
506         if ($raw or (!$squash_by_path and !$squash_by_filename)) {
507                 dump_raw_output($file);
508                 return;
509         }
510
511         my ($total, $dmesg, $paths, $files) = parse_raw_file($file);
512
513         printf "\nTotal number of results from scan (incl dmesg): %d\n", $total;
514
515         if (!$suppress_dmesg) {
516                 print_dmesg($dmesg);
517         }
518
519         if ($squash_by_filename) {
520                 squash_by($files, 'filename');
521         }
522
523         if ($squash_by_path) {
524                 squash_by($paths, 'path');
525         }
526 }
527
528 sub dump_raw_output
529 {
530         my ($file) = @_;
531
532         open (my $fh, '<', $file) or die "$0: $file: $!\n";
533         while (<$fh>) {
534                 if ($suppress_dmesg) {
535                         if ("dmesg:" eq substr($_, 0, 6)) {
536                                 next;
537                         }
538                 }
539                 print $_;
540         }
541         close $fh;
542 }
543
544 sub parse_raw_file
545 {
546         my ($file) = @_;
547
548         my $total = 0;          # Total number of lines parsed.
549         my @dmesg;              # dmesg output.
550         my %files;              # Unique filenames containing leaks.
551         my %paths;              # Unique paths containing leaks.
552
553         open (my $fh, '<', $file) or die "$0: $file: $!\n";
554         while (my $line = <$fh>) {
555                 $total++;
556
557                 if ("dmesg:" eq substr($line, 0, 6)) {
558                         push @dmesg, $line;
559                         next;
560                 }
561
562                 cache_path(\%paths, $line);
563                 cache_filename(\%files, $line);
564         }
565
566         return $total, \@dmesg, \%paths, \%files;
567 }
568
569 sub print_dmesg
570 {
571         my ($dmesg) = @_;
572
573         print "\ndmesg output:\n";
574
575         if (@$dmesg == 0) {
576                 print "<no results>\n";
577                 return;
578         }
579
580         foreach(@$dmesg) {
581                 my $index = index($_, ': ');
582                 $index += 2;    # skid ': '
583                 print substr($_, $index);
584         }
585 }
586
587 sub squash_by
588 {
589         my ($ref, $desc) = @_;
590
591         print "\nResults squashed by $desc (excl dmesg). ";
592         print "Displaying [<number of results> <$desc>], <example result>\n";
593
594         if (keys %$ref == 0) {
595                 print "<no results>\n";
596                 return;
597         }
598
599         foreach(keys %$ref) {
600                 my $lines = $ref->{$_};
601                 my $length = @$lines;
602                 printf "[%d %s] %s", $length, $_, @$lines[0];
603         }
604 }
605
606 sub cache_path
607 {
608         my ($paths, $line) = @_;
609
610         my $index = index($line, ': ');
611         my $path = substr($line, 0, $index);
612
613         $index += 2;            # skip ': '
614         add_to_cache($paths, $path, substr($line, $index));
615 }
616
617 sub cache_filename
618 {
619         my ($files, $line) = @_;
620
621         my $index = index($line, ': ');
622         my $path = substr($line, 0, $index);
623         my $filename = basename($path);
624
625         $index += 2;            # skip ': '
626         add_to_cache($files, $filename, substr($line, $index));
627 }
628
629 sub add_to_cache
630 {
631         my ($cache, $key, $value) = @_;
632
633         if (!$cache->{$key}) {
634                 $cache->{$key} = ();
635         }
636         push @{$cache->{$key}}, $value;
637 }