CVE-2022-1015 nf_tables 提权漏洞分析

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发布时间 : 2023-02-06 16:45:35

 

author: 莫兴远 of IceSword Lab

 

一、简介

CVE-2022-1015 是 Linux 内核 nf_tables 模块的一个漏洞,其成因为没有合理限制整数范围导致栈越界读写。

受该漏洞影响的内核版本范围为 5.12 ~ 5.16 。

该漏洞为此 commit 所修复。

 

二、漏洞相关知识

Netfilter 是 Linux 内核一个非常庞大的子系统,它在内核的网络栈中置入多个钩子,并允许其他模块在这些钩子处注册回调函数,当内核执行到钩子处时,所有被注册的回调函数都会被执行。

nf_tables 则是隶属于 Netfilter 子系统的一个模块,它在 Netfitler 的某些钩子处注册了回调函数,以提供网络数据包过滤功能,通常被用于实现防火墙等功能。本文所分析的漏洞就位于 nf_tables 模块中。

在用户态与 nf_tables 交互则是通过 netlink。netlink 是常见的用户态与内核态进行交互的手段,它通过向 AF_NETLINK 类型的 socket 发送数据向内核传递信息,类似地,还可通过从该类型 socket 接收数据以获取内核传递回来的信息。

2.1 nf_tables实现

nf_tables 允许用户向其注册处理网络数据包的 rule,以决定针对不同类型的数据包该采取哪种行动。多条 rule 被组织在一条 chain 中,多条 chain 则被组织在一个 table 中。不同类型的 chain 会与不同的 Netfilter hook 绑定在一起。当网络数据包到达后,经过内核不同的 hook 时,所有绑定在该 hook 处的 chain 都会被执行,以完成对数据包的处理。在这里,chain 的执行是指其中所有的 rule 被依次执行,rule 的执行则又是指数据包会根据其中拟定的规则确定被采取什么行动,是丢弃、拒绝还是接受。

向 nf_tables 注册 rule 的方式是通过 netlink。由于通过 netlink 向内核发送的数据包过于底层,用户使用起来不方便,开发者提供了用户态工具 nft,方便用户通过更高级的语法拟定规则。

2.1.1 rule

rule 包含如何处理数据包的逻辑,比如检查数据包的协议、源地址、目标地址、端口等,以分别采取不同的行动。每条 rule 都和一个 verdict 绑定,即每条 rule 都有一个默认的裁定,决定对数据包采取何种行为,是丢弃、拒绝还是接受。举个例子:

udp dport 50001 drop

drop 就是该 rule 的 verdict,表示所有目标端口为 50001 的 udp 数据包都会被丢弃。

2.1.2 chain

chain 是将 rule 组织起来的结构,一条 chain 可包含多条 rule。chain 分为 base chain 和 non-base chain,base chain 是直接绑定到 Netfilter hook 上面的,执行流只会从 base chain 开始。chain 中的 rule 一般都是依次执行完,有时候某条 rule 的 verdict 会让执行流跳转到其他的 chain,从而越过该 chain 中剩下的 rule,但只能跳转到 non-base chain。跳转分两种,一种是跳转后到某条 chain 后就不可以返回了,另一种则是跳转后还可以返回继续执行原来的 chain 剩下的 rule。

2.1.3 table

table 是 nf_tables 最顶层的结构,它包含多条 chain。chain 只能跳转到同一 table 中的其他 chain。

每个 table 都会从属于某个族,族决定了该 table 会处理哪些种类的数据包。族包括 ip、 ip6、 inet、 arp、 bridge 和 netdev。

属于 ip 族的 table 只负责处理 IPv4 数据包,属于 ip6 族的 table 只负责处理 IPv6 数据包,属于 inet 族的 table 则既可处理 IPv4 又可处理 IPv6 数据包。

2.1.4 expression

事实上,rule 在层次结构上还可以细分为多个 expression,expression 相当于一条条应用在数据包上的具体指令。用户态工具一般不会涉及到 expression 这个抽象表示,只有内核代码会涉及到。

对于 udp dport 50001 drop 这个规则,需要先通过一个 expression 检查协议是不是 udp,再通过一个 expression 检查端口是不是 50001,如果前面的 expression 都通过了,最后再通过一个 expression 将 verdict 设置为 drop,以将数据包丢弃。

每种 expression 会和一个 struct nft_expr_ops 实例绑定,比如 immediate 这个 expression:

static const struct nft_expr_ops nft_imm_ops = {
    .type        = &nft_imm_type, // expression 类型
    .size        = NFT_EXPR_SIZE(sizeof(struct nft_immediate_expr)),
    .eval        = nft_immediate_eval, // 当 expression 被执行时调用
    .init        = nft_immediate_init, // 当 expression 被初始化时调用
    .activate    = nft_immediate_activate,
    .deactivate    = nft_immediate_deactivate,
    .destroy    = nft_immediate_destroy,
    .dump        = nft_immediate_dump,
    .validate    = nft_immediate_validate,
    .reduce        = nft_immediate_reduce,
    .offload    = nft_immediate_offload,
    .offload_action    = nft_immediate_offload_action,
};

每次当一条 rule 被添加进来,其所有 expression 的 init 函数都会被调用。

当某个 expression 被执行时,其 eval 函数会被调用。

2.1.5 register

expression 在操作数据包时,需要内存来记录一些数据,这部分内存就是 register。在内核的实现中,所有 register 都在栈上,且在内存地址上是连续的。

expression 可以读取或修改 register 的数据,单次访问的对象既可以是单个 register,也可以是连续的多个 register,因此 register 可以看做是一块连续的缓冲区。

register 可通过 index 索引,以下是内核中定义的 register 的 index:

enum nft_registers {
    NFT_REG_VERDICT,
    NFT_REG_1,
    NFT_REG_2,
    NFT_REG_3,
    NFT_REG_4,
    __NFT_REG_MAX,

    NFT_REG32_00    = 8,
    NFT_REG32_01,
    NFT_REG32_02,
    ...
    NFT_REG32_13,
    NFT_REG32_14,
    NFT_REG32_15,
};

register 有两种索引方式。NFT_REG_1 到 NFT_REG_4 是一种,共 4 个 register,每个 16 字节;NFT_REG32_00 到 NFT_REG32_15 是另一种,共 16 个 reigster,每个 4 字节。在两种索引方式中,NFT_REG_VERDICT 都指向 verdict register,大小为 16 字节。两种索引方式针对的都是同一片内存,因此内存总数都是 16 + 4 16 = 16 + 16 4 = 80 字节。

verdict register 在内存上位于最前,每条 rule 执行完后都会设置好 verdict register,以决定下一步该怎么执行。verdict register 可以设置成以下值:

verdict 作用
NFT_CONTINUE 默认 verdict,继续执行下一个 expression。
NFT_BREAK 跳过该 rule 剩下的 expression,继续执行下一条 rule。
NF_DROP 丢弃数据包,停止执行。
NF_ACCEPT 接受数据包,停止执行。
NFT_GOTO 跳转到另一条 chain,且不再返回。
NFT_JUMP 跳转到另一条 chain,执行完该 chain 后,若 verdict 为 NFT_CONTINUE,则返回原本的 chain 继续执行。

2.1.6 nft_do_chain

nft_do_chain 实现了依次执行所有 base chain 中所有 rule 的所有 expression 的逻辑,以下是添加了许多说明性注释的该函数的代码:

unsigned int
nft_do_chain(struct nft_pktinfo *pkt, void *priv)
{
    const struct nft_chain *chain = priv, *basechain = chain;
    const struct nft_rule_dp *rule, *last_rule;
    const struct net *net = nft_net(pkt);
    const struct nft_expr *expr, *last;
    struct nft_regs regs;
    unsigned int stackptr = 0;
    struct nft_jumpstack jumpstack[NFT_JUMP_STACK_SIZE];
    bool genbit = READ_ONCE(net->nft.gencursor);
    struct nft_rule_blob *blob;
    struct nft_traceinfo info;

    info.trace = false;
    if (static_branch_unlikely(&nft_trace_enabled))
        nft_trace_init(&info, pkt, &regs.verdict, basechain);
do_chain:
    if (genbit)
        blob = rcu_dereference(chain->blob_gen_1);
    else
        blob = rcu_dereference(chain->blob_gen_0);

    rule = (struct nft_rule_dp *)blob->data;
    /* 获取最后一条 rule 的位置,以确定循环的停止条件 */
    last_rule = (void *)blob->data + blob->size;
next_rule: // 执行到一条新的 chain,或返回到原来的 chain,都从这里开始
    regs.verdict.code = NFT_CONTINUE; // the default verdict code = NFT_CONTINUE
    for (; rule < last_rule; rule = nft_rule_next(rule)) { // iterate through the rules
        /* iterate through the expressions */
        nft_rule_dp_for_each_expr(expr, last, rule) {
            // execute the expression
            if (expr->ops == &nft_cmp_fast_ops)
                nft_cmp_fast_eval(expr, &regs);
            else if (expr->ops == &nft_cmp16_fast_ops)
                nft_cmp16_fast_eval(expr, &regs);
            else if (expr->ops == &nft_bitwise_fast_ops)
                nft_bitwise_fast_eval(expr, &regs);
            else if (expr->ops != &nft_payload_fast_ops ||
                 !nft_payload_fast_eval(expr, &regs, pkt))
                expr_call_ops_eval(expr, &regs, pkt);
            /* 如果 verdict 不是 NFT_CONTINUE, 停止执行该 rule 接下来的 expression */
            if (regs.verdict.code != NFT_CONTINUE) 
                break;
        }

        // 已执行完一条 rule,检查 verdict,
    // 如果不是 NFT_BREAK 或 NFT_CONTINUE,停止执行该 chain 剩下的 rule
        switch (regs.verdict.code) { 
        case NFT_BREAK: 
            // 若为 NFT_BREAK,则将 verdict 设置回 NFT_CONTINUE。
            // NFT_BREAK 和 NFT_CONTINUE 类似,都会执行下一条 rule,
      // 只是 NFT_BREAK 会跳过当前 rule 剩下的 expression。
            regs.verdict.code = NFT_CONTINUE;
            nft_trace_copy_nftrace(pkt, &info);
            continue;
        case NFT_CONTINUE:
            // 执行到这里代表执行完了当前 rule 的所有 expression,
      // 继续执行下一条 rule 即可。
            nft_trace_packet(pkt, &info, chain, rule,
                     NFT_TRACETYPE_RULE);
            continue;
        }
        // 若 verdict 不是 NFT_BREAK 或 NFT_CONTINUE,
    // 代表即将跳过该 chain 剩下的 rule,停止该 chain 的执行。
        break;
    }

    nft_trace_verdict(&info, chain, rule, &regs);

    // 执行到这里代表执行完了某条 chain,
  // 将根据 verdict 决定采取的行动
    switch (regs.verdict.code & NF_VERDICT_MASK) {
    case NF_ACCEPT:
    case NF_DROP:
    case NF_QUEUE:
    case NF_STOLEN:
        // 已经决定好对当前数据包的处理,退出函数即可。
        return regs.verdict.code;
    }

    // 尚未决定好对数据包的处理,继续执行。
    switch (regs.verdict.code) {
    case NFT_JUMP: 
        // 跳转到另一条 chain,将返回时需要的信息保存到 jumpstack 上
    // 返回后,执行的是当前 rule 的下一条 rule
        if (WARN_ON_ONCE(stackptr >= NFT_JUMP_STACK_SIZE))
            return NF_DROP;
        jumpstack[stackptr].chain = chain;
        jumpstack[stackptr].rule = nft_rule_next(rule);
        jumpstack[stackptr].last_rule = last_rule;
        stackptr++;
        fallthrough;
    case NFT_GOTO:
        // 跳转到另一条 chain,不再返回
        chain = regs.verdict.chain;
        goto do_chain;
    case NFT_CONTINUE: // 执行下一条 chain
    case NFT_RETURN: // 返回到上一次跳转前的 chain
        break;
    default:
        WARN_ON_ONCE(1);
  }

  // ...

    return nft_base_chain(basechain)->policy;
}

每执行完一个 expression、一条 rule 或 一条 chain 时,都会检查 verdict register。

执行完一个 expression 时,非 NFT_CONTINUE 的 verdict 会阻止该条 rule 剩下的 expression 的执行。

执行完一条 rule 时,非 NFT_BREAK 或 NFT_CONTINUE 的 verdict 会阻止该 chain 剩下的 rule 的执行。

执行完一条 chain 时,如果已经决定对数据包的处理,则停止执行。否则,根据 verdict 决定流程如何跳转。

2.1.7 expression种类

以下是常见的一些 expression 类型及其功能的简单描述:

类型 功能
nft_immediate_expr 将一个常数保存进 register。
nft_payload 从数据包提取数据保存进 register。
nft_payload_set 将数据包的某部分数据设置成 register 中的数据。
nft_cmp_expr 比较 register 中的数据和某个常数,根据结果决定是否修改执行流。
nft_bitwise 对 register 中数据进行位操作,比如左移、亦或。
nft_range_expr 和 nft_cmp_expr 类似,但比较的是更大范围的数据,可跨越多个 register。

2.2 netlink

和 nf_table 进行交互需要通过 netlink。netlink 是 Linux 系统中和内核通信的常用方式,特别是在网络模块中使用率很高,它的设计是为了克服 ioctl 的一些缺点。

和 netlink 通信需要利用 AF_NETLINK 族的 socket。所有需要使用 netlink 的内核模块都要实现一个 protocal,nf_tables 则是实现了 NETLINK_NETFILTER 这一 protocal。因此,为了和 nf_tables 通信,只需要创建以下 socket:

int fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_DGRAM, NETLINK_NETFILTER);

当创建相应的 netlink socket 时,netlink 还会自动加载相应的模块,只要 modprobe 和 .ko 文件存放在合适的位置。

创建 socket 之后,就可通过 sendmsg 向 socket 发送消息,通过 recvmsg 从 socket 接收消息,从而实现和 nf_tables 通信。

sendmsg 的消息格式是:

struct msghdr {
   void         *msg_name;       /* Optional address */
   socklen_t     msg_namelen;    /* Size of address */
   struct iovec *msg_iov;        /* Scatter/gather array */
   size_t        msg_iovlen;     /* # elements in msg_iov */
   void         *msg_control;    /* Ancillary data, see below */
   size_t        msg_controllen; /* Ancillary data buffer len */
   int           msg_flags;      /* Flags (unused) */
};

消息的内容存放在 msg_iov 字段指向的 iovec 数组中。

发送 netlink 消息时,iovec 数组指向 struct nlmsghdr 结构:

struct nlmsghdr {
    __u32        nlmsg_len;    /* Length of message including header */
    __u16        nlmsg_type;    /* Message content */
    __u16        nlmsg_flags;    /* Additional flags */
    __u32        nlmsg_seq;    /* Sequence number */
    __u32        nlmsg_pid;    /* Sending process port ID */
};

struct nlmsghdr 之后通常紧跟特定 protocol 定义的协议头部,不同 protocal 的协议头部差异很大。

协议头部之后是多个属性,属性的头部是以下结构:

struct nlattr {
    __u16           nla_len;
    __u16           nla_type;
};

属性的实际内容则紧跟在头部之后。

 

三、漏洞成因

漏洞类型是整形溢出导致的栈溢出,同时存在于 nft_validate_register_store 及 nft_validate_register_load 两个函数,以下仅通过 nft_validate_register_load 进行解释,nft_validate_register_store 处的情况大同小异。

/* net/netfilter/nf_tables_api.c */
int nft_validate_register_load(enum nft_registers reg, unsigned int len)
{
    // 这里检查是否在读取 verdict register, 这是不被允许的
    if (reg < NFT_REG_1 * NFT_REG_SIZE / NFT_REG32_SIZE)
        return -EINVAL;
    if (len == 0) // len 不可以是 0
        return -EINVAL;
  // 由于 reg 的范围没有限制好,导致整形溢出
    if (reg * NFT_REG32_SIZE + len > sizeof_field(struct nft_regs, data))
        return -ERANGE;

    return 0;
}

由于 reg 的范围没有限制好,导致 reg * NFT_REG32_SIZE + len 整形溢出。

reg 的取值范围分析可以看 nft_validate_register_load 的调用处:

/* net/netfilter/nf_tables_api.c */
int nft_parse_register_load(const struct nlattr *attr, u8 *sreg, u32 len)
{
    u32 reg; // 4 byte register variable
    int err;

    reg = nft_parse_register(attr); // gets the register index from an attribute
    err = nft_validate_register_load(reg, len); // calls the validating function
    if (err < 0) // if the validating function didn't return an error everything is fine
        return err;

    *sreg = reg; // save the register index into sreg (a pointer that is provided as an argument)
    // sreg = source register -> the register from which we read
    return 0;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(nft_parse_register_load);

可以看到 reg 来自 netlink 属性 attr,通过 nft_parse_register 函数解析出来,再传递给 nft_validate_register_load 函数。

/* net/netfilter/nf_tables_api.c */
/**
 *    nft_parse_register - parse a register value from a netlink attribute
 *
 *    @attr: netlink attribute
 *
 *    Parse and translate a register value from a netlink attribute.
 *    Registers used to be 128 bit wide, these register numbers will be
 *    mapped to the corresponding 32 bit register numbers.
 */
static unsigned int nft_parse_register(const struct nlattr *attr)
{
    unsigned int reg;

    // from include/uapi/linux/netfilter/nf_tables.h
    // NFT_REG_SIZE = 16 (16 bytes)
    // NFT_REG32_SIZE = 4 (4 bytes)
    reg = ntohl(nla_get_be32(attr));
    switch (reg) {
    case NFT_REG_VERDICT...NFT_REG_4:
        return reg * NFT_REG_SIZE / NFT_REG32_SIZE; 
    default:
        return reg + NFT_REG_SIZE / NFT_REG32_SIZE - NFT_REG32_00;
    }
}

在 nft_parse_register 中,明显没有对 reg 范围做任何限制,传入在 NFT_REG_VERDICT…NFT_REG_4 之外的值,函数最终都会返回 reg + NFT_REG_SIZE / NFT_REG32_SIZE – NFT_REG32_00,也就是 reg – 4。

最终,nft_parse_register_load 传回的 reg 会作为 index 用于访问 nft_do_chain 函数中的 nft_regs 局部变量,导致栈溢出。由于 nft_validate_register_store 及 nft_validate_register_load 两个函数都存在漏洞,因此可以同时越界读和写 nft_regs 之后的栈内存。

 

四、EXP思路

EXP 中存在大量的算术运算计算各种地址位移,所针对的是特定的漏洞及特定的内核映像,在此谈论这些意义不大,因此本文只谈通用的思路。想要更细致研究的话可以参考 EXP 仓库:

https://github.com/pqlx/CVE-2022-1015

https://github.com/ysanatomic/CVE-2022-1015

通常,由于 canary 的存在,memcpy 等函数引发的栈内存越界写会难以利用,因为 memcpy 的起始地址通常是某个局部变量,要覆写到返回地址则必定会覆写 canary。这个漏洞可以利用的原因就是越界读写的起始地址可以通过传入的 reg 值设定,因此可以越过 canary,从 canary 之后、返回地址之前的地址开始覆写。

4.1 泄露内核地址

首先通过动态调试寻找栈上的内核地址,再通过 nft_bitwise 这一 expression 越界读取该范围的内存,保存进 nft_regs 的正常范围内存内,这样才能通过 nft_payload_set 将 nft_regs 正常范围内存的内容复制到数据包中,经由用户态的 socket 接收该数据包获取到内核地址,以绕过 KASLR 保护。

4.2 代码执行

通过 nft_payload 将通过数据包发送的 ROP 链复制到 nft_regs 的正常范围内存内,再通过 nft_bitwise 越界写以覆盖到返回地址。为了不覆写到 canary,起始地址必须限制在 canary 之后,返回地址之前。

ROP 链的构造如下:

int offset = 0;
// clearing interrupts
payload[offset++] = kbase + cli_ret;

// preparing credentials
payload[offset++] = kbase + pop_rdi_ret; 
payload[offset++] = 0x0; // first argument of prepare_kernel_cred
payload[offset++] = kbase + prepare_kernel_cred;

// commiting credentials
payload[offset++] = kbase + mov_rdi_rax_ret;
payload[offset++] = kbase + commit_creds;

// switching namespaces
payload[offset++] = kbase + pop_rdi_ret;
payload[offset++] = process_id;
payload[offset++] = kbase + find_task_by_vpid;
payload[offset++] = kbase + mov_rdi_rax_ret;
payload[offset++]    = kbase + pop_rsi_ret;
payload[offset++] = kbase + ini;
payload[offset++] = kbase + switch_task_namespaces;

// returning to userland
payload[offset++] = kbase + swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode;
payload[offset++] = (unsigned long)spawnShell;
payload[offset++] = user_cs;
payload[offset++] = user_rflags;
payload[offset++] = user_sp;
payload[offset++] = user_ss;

先清空 interrupt 标志位,屏蔽可屏蔽中断,防止 ROP 被打断。

之后通过调用 prepare_kernel_cred(0) 准备权限为 root 的进程 cred。prepare_kernel_cred 是内核中专门用来准备进程 cred 的,进程 cred 代表了进程的各种权限。当对 prepare_kernel_cred 传入的参数为 0 时,返回的就是 root 权限的进程 cred。

再通过调用 switch_task_namespaces(find_task_by_vpid(process_id), &init_nsproxy) 将 EXP 进程的名称空间切换到 init_nsproxy。其中 process_id 为 EXP 进程的 pid,有许多办法可在用户态获取并保存下来,find_task_by_vpid 则会返回指定 pid 的 task_struct,init_nsproxy 为 init 进程也就是第一个进程的名称空间。由于使用 nf_tables 需要切换到新的 user + network 名称空间,所以这一步是必要的。当然,也可以在获得 root 权限后返回到用户态时再切换。

最后是返回到用户态,通过 swapgs; iret; 这一 gadget。需要在栈上依次准备好 IP、CS、EFLAGS、SP、SS 寄存器的内容,其中,IP 指向可弹出一个 shell 的函数,该函数通过调用 system(“/bin/sh”) 获得 shell。

4.3 离开 softirq 上下文

在漏洞发现者的 EXP 中,在上一节的清空 interrupt 标志位操作后,还增加了一步离开 softirq 上下文的操作,这是因为在 EXP 作者的利用环境中,nft_do_chain 在 NET_RX_SOFTIRQ 类型 irqsoft 上下文中被调用。这一步不是必须的,但不执行这一步会让系统变得不稳定。

进入 softirq 的逻辑实现在 do_softirq 函数中:

/*
 * Macro to invoke __do_softirq on the irq stack. This is only called from
 * task context when bottom halves are about to be reenabled and soft
 * interrupts are pending to be processed. The interrupt stack cannot be in
 * use here.
 */
#define do_softirq_own_stack()                        \
{                                    \
    __this_cpu_write(hardirq_stack_inuse, true);            \
    call_on_irqstack(__do_softirq, ASM_CALL_ARG0);            \
    __this_cpu_write(hardirq_stack_inuse, false);            \
}

---

asmlinkage __visible void do_softirq(void)
{
    __u32 pending;
    unsigned long flags;

    if (in_interrupt())
        return;

    local_irq_save(flags);

    pending = local_softirq_pending();

    if (pending && !ksoftirqd_running(pending))
        do_softirq_own_stack();

    local_irq_restore(flags);
}
asmlinkage __visible void __softirq_entry __do_softirq(void)
{

    unsigned long end = jiffies + MAX_SOFTIRQ_TIME;
    unsigned long old_flags = current->flags;
    int max_restart = MAX_SOFTIRQ_RESTART;
    struct softirq_action *h;
    bool in_hardirq;
    __u32 pending;
    int softirq_bit;

    /*
     * Mask out PF_MEMALLOC as the current task context is borrowed for the
     * softirq. A softirq handled, such as network RX, might set PF_MEMALLOC
     * again if the socket is related to swapping.
     */
    current->flags &= ~PF_MEMALLOC;
    pending = local_softirq_pending();

    softirq_handle_begin();
    in_hardirq = lockdep_softirq_start();

    account_softirq_enter(current);

    restart:
    /* Reset the pending bitmask before enabling irqs */
    set_softirq_pending(0);

    local_irq_enable();

    h = softirq_vec;

    while ((softirq_bit = ffs(pending))) {
        unsigned int vec_nr;
        int prev_count;

        h += softirq_bit - 1;

        vec_nr = h - softirq_vec;
        prev_count = preempt_count();

        kstat_incr_softirqs_this_cpu(vec_nr);

        trace_softirq_entry(vec_nr);
        h->action(h); // <---------- net_rx_action is called here
        trace_softirq_exit(vec_nr);
        if (unlikely(prev_count != preempt_count())) {
            pr_err("huh, entered softirq %u %s %p with preempt_count %08x, exited with %08x?\n",
                    vec_nr, softirq_to_name[vec_nr], h->action,
                    prev_count, preempt_count());
            preempt_count_set(prev_count);
        }
        h++;
        pending >>= softirq_bit;
    }

    if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) &&
        __this_cpu_read(ksoftirqd) == current)
        rcu_softirq_qs();

    local_irq_disable();

    pending = local_softirq_pending();
    if (pending) {
        if (time_before(jiffies, end) && !need_resched() &&
            --max_restart)
            goto restart;

        wakeup_softirqd();
    }

    account_softirq_exit(current);
    lockdep_softirq_end(in_hardirq);
    softirq_handle_end();
    current_restore_flags(old_flags, PF_MEMALLOC);
}

在 soft_irq 处理完毕后,通过 local_irq_disable() 关中断,再通过 softirq_handle_end() 调整 preempt_count,原来的系统调用栈在 do_softirq 函数中通过调用 do_softirq_own_stack 宏恢复,最后重新打开中断。

由于 softirqhandle_end() 被内联在 \_dosoftirq() 中,在此 EXP 中,作者仅通过 ROP 将控制流引导至 \_do_softirq() 调用 softirq_handle_end() 处,调整了 preempt_count,并称可以无副作用地离开 softirq 的上下文,回到进程上下文。

 

参考

How The Tables Have Turned: An analysis of two new Linux vulnerabilities in nf_tables

CVE-2022-1015: A validation flaw in Netfilter leading to Local Privilege Escalation

Dissecting the Linux Firewall: Introduction to Netfilter’s nf_tables

A Deep Dive into Iptables and Netfilter Architecture

Connection Tracking (conntrack): Design and Implementation Inside Linux Kernel

Introduction to Netlink — The Linux Kernel documentation

netlink(7) – Linux manual page

Portal:DeveloperDocs/nftables internals – nftables wiki

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