KVM: PPC: Check if IOMMU page is contained in the pinned physical page
authorAlexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Tue, 17 Jul 2018 07:19:13 +0000 (17:19 +1000)
committerMichael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Wed, 18 Jul 2018 06:17:17 +0000 (16:17 +1000)
A VM which has:
 - a DMA capable device passed through to it (eg. network card);
 - running a malicious kernel that ignores H_PUT_TCE failure;
 - capability of using IOMMU pages bigger that physical pages
can create an IOMMU mapping that exposes (for example) 16MB of
the host physical memory to the device when only 64K was allocated to the VM.

The remaining 16MB - 64K will be some other content of host memory, possibly
including pages of the VM, but also pages of host kernel memory, host
programs or other VMs.

The attacking VM does not control the location of the page it can map,
and is only allowed to map as many pages as it has pages of RAM.

We already have a check in drivers/vfio/vfio_iommu_spapr_tce.c that
an IOMMU page is contained in the physical page so the PCI hardware won't
get access to unassigned host memory; however this check is missing in
the KVM fastpath (H_PUT_TCE accelerated code). We were lucky so far and
did not hit this yet as the very first time when the mapping happens
we do not have tbl::it_userspace allocated yet and fall back to
the userspace which in turn calls VFIO IOMMU driver, this fails and
the guest does not retry,

This stores the smallest preregistered page size in the preregistered
region descriptor and changes the mm_iommu_xxx API to check this against
the IOMMU page size.

This calculates maximum page size as a minimum of the natural region
alignment and compound page size. For the page shift this uses the shift
returned by find_linux_pte() which indicates how the page is mapped to
the current userspace - if the page is huge and this is not a zero, then
it is a leaf pte and the page is mapped within the range.

Fixes: 121f80ba68f1 ("KVM: PPC: VFIO: Add in-kernel acceleration for VFIO")
Cc: stable@vger.kernel.org # v4.12+
Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
arch/powerpc/include/asm/mmu_context.h
arch/powerpc/kvm/book3s_64_vio.c
arch/powerpc/kvm/book3s_64_vio_hv.c
arch/powerpc/mm/mmu_context_iommu.c
drivers/vfio/vfio_iommu_spapr_tce.c

index 896efa55999694cdad22f92615d073468d7cfe3b..79d570cbf3325c0e2c67f648badf6edd3dbcd730 100644 (file)
@@ -35,9 +35,9 @@ extern struct mm_iommu_table_group_mem_t *mm_iommu_lookup_rm(
 extern struct mm_iommu_table_group_mem_t *mm_iommu_find(struct mm_struct *mm,
                unsigned long ua, unsigned long entries);
 extern long mm_iommu_ua_to_hpa(struct mm_iommu_table_group_mem_t *mem,
-               unsigned long ua, unsigned long *hpa);
+               unsigned long ua, unsigned int pageshift, unsigned long *hpa);
 extern long mm_iommu_ua_to_hpa_rm(struct mm_iommu_table_group_mem_t *mem,
-               unsigned long ua, unsigned long *hpa);
+               unsigned long ua, unsigned int pageshift, unsigned long *hpa);
 extern long mm_iommu_mapped_inc(struct mm_iommu_table_group_mem_t *mem);
 extern void mm_iommu_mapped_dec(struct mm_iommu_table_group_mem_t *mem);
 #endif
index d066e37551ec861c1d71a8a958784fd792e2dae6..8c456fa691a586d95127ad8cc54214cf3daf5ce4 100644 (file)
@@ -449,7 +449,7 @@ long kvmppc_tce_iommu_do_map(struct kvm *kvm, struct iommu_table *tbl,
                /* This only handles v2 IOMMU type, v1 is handled via ioctl() */
                return H_TOO_HARD;
 
-       if (WARN_ON_ONCE(mm_iommu_ua_to_hpa(mem, ua, &hpa)))
+       if (WARN_ON_ONCE(mm_iommu_ua_to_hpa(mem, ua, tbl->it_page_shift, &hpa)))
                return H_HARDWARE;
 
        if (mm_iommu_mapped_inc(mem))
index 925fc316a104cc1ce33b6630cf9aaa46ffde7c0c..5b298f5a1a14ee65ed0be2ad3a85c692ef9b5e8a 100644 (file)
@@ -279,7 +279,8 @@ static long kvmppc_rm_tce_iommu_do_map(struct kvm *kvm, struct iommu_table *tbl,
        if (!mem)
                return H_TOO_HARD;
 
-       if (WARN_ON_ONCE_RM(mm_iommu_ua_to_hpa_rm(mem, ua, &hpa)))
+       if (WARN_ON_ONCE_RM(mm_iommu_ua_to_hpa_rm(mem, ua, tbl->it_page_shift,
+                       &hpa)))
                return H_HARDWARE;
 
        pua = (void *) vmalloc_to_phys(pua);
@@ -469,7 +470,8 @@ long kvmppc_rm_h_put_tce_indirect(struct kvm_vcpu *vcpu,
 
                mem = mm_iommu_lookup_rm(vcpu->kvm->mm, ua, IOMMU_PAGE_SIZE_4K);
                if (mem)
-                       prereg = mm_iommu_ua_to_hpa_rm(mem, ua, &tces) == 0;
+                       prereg = mm_iommu_ua_to_hpa_rm(mem, ua,
+                                       IOMMU_PAGE_SHIFT_4K, &tces) == 0;
        }
 
        if (!prereg) {
index abb43646927aa9575c3aeec91ae55905545b6026..a4ca576125580d5449d7fadb87decb06d03c41e9 100644 (file)
@@ -19,6 +19,7 @@
 #include <linux/hugetlb.h>
 #include <linux/swap.h>
 #include <asm/mmu_context.h>
+#include <asm/pte-walk.h>
 
 static DEFINE_MUTEX(mem_list_mutex);
 
@@ -27,6 +28,7 @@ struct mm_iommu_table_group_mem_t {
        struct rcu_head rcu;
        unsigned long used;
        atomic64_t mapped;
+       unsigned int pageshift;
        u64 ua;                 /* userspace address */
        u64 entries;            /* number of entries in hpas[] */
        u64 *hpas;              /* vmalloc'ed */
@@ -125,6 +127,8 @@ long mm_iommu_get(struct mm_struct *mm, unsigned long ua, unsigned long entries,
 {
        struct mm_iommu_table_group_mem_t *mem;
        long i, j, ret = 0, locked_entries = 0;
+       unsigned int pageshift;
+       unsigned long flags;
        struct page *page = NULL;
 
        mutex_lock(&mem_list_mutex);
@@ -159,6 +163,12 @@ long mm_iommu_get(struct mm_struct *mm, unsigned long ua, unsigned long entries,
                goto unlock_exit;
        }
 
+       /*
+        * For a starting point for a maximum page size calculation
+        * we use @ua and @entries natural alignment to allow IOMMU pages
+        * smaller than huge pages but still bigger than PAGE_SIZE.
+        */
+       mem->pageshift = __ffs(ua | (entries << PAGE_SHIFT));
        mem->hpas = vzalloc(array_size(entries, sizeof(mem->hpas[0])));
        if (!mem->hpas) {
                kfree(mem);
@@ -199,6 +209,23 @@ long mm_iommu_get(struct mm_struct *mm, unsigned long ua, unsigned long entries,
                        }
                }
 populate:
+               pageshift = PAGE_SHIFT;
+               if (PageCompound(page)) {
+                       pte_t *pte;
+                       struct page *head = compound_head(page);
+                       unsigned int compshift = compound_order(head);
+
+                       local_irq_save(flags); /* disables as well */
+                       pte = find_linux_pte(mm->pgd, ua, NULL, &pageshift);
+                       local_irq_restore(flags);
+
+                       /* Double check it is still the same pinned page */
+                       if (pte && pte_page(*pte) == head &&
+                                       pageshift == compshift)
+                               pageshift = max_t(unsigned int, pageshift,
+                                               PAGE_SHIFT);
+               }
+               mem->pageshift = min(mem->pageshift, pageshift);
                mem->hpas[i] = page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT;
        }
 
@@ -349,7 +376,7 @@ struct mm_iommu_table_group_mem_t *mm_iommu_find(struct mm_struct *mm,
 EXPORT_SYMBOL_GPL(mm_iommu_find);
 
 long mm_iommu_ua_to_hpa(struct mm_iommu_table_group_mem_t *mem,
-               unsigned long ua, unsigned long *hpa)
+               unsigned long ua, unsigned int pageshift, unsigned long *hpa)
 {
        const long entry = (ua - mem->ua) >> PAGE_SHIFT;
        u64 *va = &mem->hpas[entry];
@@ -357,6 +384,9 @@ long mm_iommu_ua_to_hpa(struct mm_iommu_table_group_mem_t *mem,
        if (entry >= mem->entries)
                return -EFAULT;
 
+       if (pageshift > mem->pageshift)
+               return -EFAULT;
+
        *hpa = *va | (ua & ~PAGE_MASK);
 
        return 0;
@@ -364,7 +394,7 @@ long mm_iommu_ua_to_hpa(struct mm_iommu_table_group_mem_t *mem,
 EXPORT_SYMBOL_GPL(mm_iommu_ua_to_hpa);
 
 long mm_iommu_ua_to_hpa_rm(struct mm_iommu_table_group_mem_t *mem,
-               unsigned long ua, unsigned long *hpa)
+               unsigned long ua, unsigned int pageshift, unsigned long *hpa)
 {
        const long entry = (ua - mem->ua) >> PAGE_SHIFT;
        void *va = &mem->hpas[entry];
@@ -373,6 +403,9 @@ long mm_iommu_ua_to_hpa_rm(struct mm_iommu_table_group_mem_t *mem,
        if (entry >= mem->entries)
                return -EFAULT;
 
+       if (pageshift > mem->pageshift)
+               return -EFAULT;
+
        pa = (void *) vmalloc_to_phys(va);
        if (!pa)
                return -EFAULT;
index 2da5f054257aa94b712a5537ca6b32901e91bb1e..7cd63b0c1a4623edd236458cbf047cd472fa4b02 100644 (file)
@@ -467,7 +467,7 @@ static int tce_iommu_prereg_ua_to_hpa(struct tce_container *container,
        if (!mem)
                return -EINVAL;
 
-       ret = mm_iommu_ua_to_hpa(mem, tce, phpa);
+       ret = mm_iommu_ua_to_hpa(mem, tce, shift, phpa);
        if (ret)
                return -EINVAL;