x86/sgx: Fix race between reclaimer and page fault handler
authorReinette Chatre <reinette.chatre@intel.com>
Thu, 12 May 2022 21:51:00 +0000 (14:51 -0700)
committerDave Hansen <dave.hansen@linux.intel.com>
Mon, 16 May 2022 22:17:39 +0000 (15:17 -0700)
commitaf117837ceb9a78e995804ade4726ad2c2c8981f
treeac6134bfa7f4f7366a0049c69aa477013358bf1a
parent0e4e729a830c1e7f31d3b3fbf8feb355a402b117
x86/sgx: Fix race between reclaimer and page fault handler

Haitao reported encountering a WARN triggered by the ENCLS[ELDU]
instruction faulting with a #GP.

The WARN is encountered when the reclaimer evicts a range of
pages from the enclave when the same pages are faulted back right away.

Consider two enclave pages (ENCLAVE_A and ENCLAVE_B)
sharing a PCMD page (PCMD_AB). ENCLAVE_A is in the
enclave memory and ENCLAVE_B is in the backing store. PCMD_AB contains
just one entry, that of ENCLAVE_B.

Scenario proceeds where ENCLAVE_A is being evicted from the enclave
while ENCLAVE_B is faulted in.

sgx_reclaim_pages() {

  ...

  /*
   * Reclaim ENCLAVE_A
   */
  mutex_lock(&encl->lock);
  /*
   * Get a reference to ENCLAVE_A's
   * shmem page where enclave page
   * encrypted data will be stored
   * as well as a reference to the
   * enclave page's PCMD data page,
   * PCMD_AB.
   * Release mutex before writing
   * any data to the shmem pages.
   */
  sgx_encl_get_backing(...);
  encl_page->desc |= SGX_ENCL_PAGE_BEING_RECLAIMED;
  mutex_unlock(&encl->lock);

                                    /*
                                     * Fault ENCLAVE_B
                                     */

                                    sgx_vma_fault() {

                                      mutex_lock(&encl->lock);
                                      /*
                                       * Get reference to
                                       * ENCLAVE_B's shmem page
                                       * as well as PCMD_AB.
                                       */
                                      sgx_encl_get_backing(...)
                                     /*
                                      * Load page back into
                                      * enclave via ELDU.
                                      */
                                     /*
                                      * Release reference to
                                      * ENCLAVE_B' shmem page and
                                      * PCMD_AB.
                                      */
                                     sgx_encl_put_backing(...);
                                     /*
                                      * PCMD_AB is found empty so
                                      * it and ENCLAVE_B's shmem page
                                      * are truncated.
                                      */
                                     /* Truncate ENCLAVE_B backing page */
                                     sgx_encl_truncate_backing_page();
                                     /* Truncate PCMD_AB */
                                     sgx_encl_truncate_backing_page();

                                     mutex_unlock(&encl->lock);

                                     ...
                                     }
  mutex_lock(&encl->lock);
  encl_page->desc &=
       ~SGX_ENCL_PAGE_BEING_RECLAIMED;
  /*
  * Write encrypted contents of
  * ENCLAVE_A to ENCLAVE_A shmem
  * page and its PCMD data to
  * PCMD_AB.
  */
  sgx_encl_put_backing(...)

  /*
   * Reference to PCMD_AB is
   * dropped and it is truncated.
   * ENCLAVE_A's PCMD data is lost.
   */
  mutex_unlock(&encl->lock);
}

What happens next depends on whether it is ENCLAVE_A being faulted
in or ENCLAVE_B being evicted - but both end up with ENCLS[ELDU] faulting
with a #GP.

If ENCLAVE_A is faulted then at the time sgx_encl_get_backing() is called
a new PCMD page is allocated and providing the empty PCMD data for
ENCLAVE_A would cause ENCLS[ELDU] to #GP

If ENCLAVE_B is evicted first then a new PCMD_AB would be allocated by the
reclaimer but later when ENCLAVE_A is faulted the ENCLS[ELDU] instruction
would #GP during its checks of the PCMD value and the WARN would be
encountered.

Noting that the reclaimer sets SGX_ENCL_PAGE_BEING_RECLAIMED at the time
it obtains a reference to the backing store pages of an enclave page it
is in the process of reclaiming, fix the race by only truncating the PCMD
page after ensuring that no page sharing the PCMD page is in the process
of being reclaimed.

Cc: stable@vger.kernel.org
Fixes: 08999b2489b4 ("x86/sgx: Free backing memory after faulting the enclave page")
Reported-by: Haitao Huang <haitao.huang@intel.com>
Signed-off-by: Reinette Chatre <reinette.chatre@intel.com>
Signed-off-by: Dave Hansen <dave.hansen@linux.intel.com>
Reviewed-by: Jarkko Sakkinen <jarkko@kernel.org>
Tested-by: Haitao Huang <haitao.huang@intel.com>
Link: https://lkml.kernel.org/r/ed20a5db516aa813873268e125680041ae11dfcf.1652389823.git.reinette.chatre@intel.com
arch/x86/kernel/cpu/sgx/encl.c