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