20 stycznia 2018 r
Ochrona widma ( Retpolina ) została wydana dla jądra 4.9.77 i 4.14.14 przez zespół jądra Linuksa 15 stycznia 2018 r. Zespół jądra Ubuntu wydał jądro w wersji 4.9.77 tylko 17 stycznia 2018 r. I nie opublikował wersji 4.14 jądra .14. Powód jest niejasny, ale pytanie 4.14.14 zostało ponownie wysłane, jak odpowiedziano w pytaniu Ubuntu: Dlaczego wydano jądro 4.9.77, ale nie jądro 4.14.14? i pojawił się dopiero dziś.
17 stycznia 2018 Dodawanie obsługi widma do Meltdown
Myślałem, że niektórzy byliby zainteresowani zmianami w 4.14.14 (z 4.14.13), jak udokumentowano w komentarzach programistów, które moim zdaniem są dość szczegółowe dla programistów jądra C z mojego ograniczonego narażenia. Oto zmiany z jądra 4.14.13 na 4.14.14, koncentrujące się głównie na obsłudze Spectre :
+What: /sys/devices/system/cpu/vulnerabilities
+ /sys/devices/system/cpu/vulnerabilities/meltdown
+ /sys/devices/system/cpu/vulnerabilities/spectre_v1
+ /sys/devices/system/cpu/vulnerabilities/spectre_v2
+Date: January 2018
+Contact: Linux kernel mailing list <linux-kernel@vger.kernel.org>
+Description: Information about CPU vulnerabilities
+
+ The files are named after the code names of CPU
+ vulnerabilities. The output of those files reflects the
+ state of the CPUs in the system. Possible output values:
+
+ "Not affected" CPU is not affected by the vulnerability
+ "Vulnerable" CPU is affected and no mitigation in effect
+ "Mitigation: $M" CPU is affected and mitigation $M is in effect
diff --git a/Documentation/admin-guide/kernel-parameters.txt b/Documentation/admin-guide/kernel-parameters.txt
index 520fdec15bbb..8122b5f98ea1 100644
--- a/Documentation/admin-guide/kernel-parameters.txt
+++ b/Documentation/admin-guide/kernel-parameters.txt
@@ -2599,6 +2599,11 @@
nosmt [KNL,S390] Disable symmetric multithreading (SMT).
Equivalent to smt=1.
+ nospectre_v2 [X86] Disable all mitigations for the Spectre variant 2
+ (indirect branch prediction) vulnerability. System may
+ allow data leaks with this option, which is equivalent
+ to spectre_v2=off.
+
noxsave [BUGS=X86] Disables x86 extended register state save
and restore using xsave. The kernel will fallback to
enabling legacy floating-point and sse state.
@@ -2685,8 +2690,6 @@
steal time is computed, but won't influence scheduler
behaviour
- nopti [X86-64] Disable kernel page table isolation
-
nolapic [X86-32,APIC] Do not enable or use the local APIC.
nolapic_timer [X86-32,APIC] Do not use the local APIC timer.
@@ -3255,11 +3258,20 @@
pt. [PARIDE]
See Documentation/blockdev/paride.txt.
- pti= [X86_64]
- Control user/kernel address space isolation:
- on - enable
- off - disable
- auto - default setting
+ pti= [X86_64] Control Page Table Isolation of user and
+ kernel address spaces. Disabling this feature
+ removes hardening, but improves performance of
+ system calls and interrupts.
+
+ on - unconditionally enable
+ off - unconditionally disable
+ auto - kernel detects whether your CPU model is
+ vulnerable to issues that PTI mitigates
+
+ Not specifying this option is equivalent to pti=auto.
+
+ nopti [X86_64]
+ Equivalent to pti=off
pty.legacy_count=
[KNL] Number of legacy pty's. Overwrites compiled-in
@@ -3901,6 +3913,29 @@
sonypi.*= [HW] Sony Programmable I/O Control Device driver
See Documentation/laptops/sonypi.txt
+ spectre_v2= [X86] Control mitigation of Spectre variant 2
+ (indirect branch speculation) vulnerability.
+
+ on - unconditionally enable
+ off - unconditionally disable
+ auto - kernel detects whether your CPU model is
+ vulnerable
+
+ Selecting 'on' will, and 'auto' may, choose a
+ mitigation method at run time according to the
+ CPU, the available microcode, the setting of the
+ CONFIG_RETPOLINE configuration option, and the
+ compiler with which the kernel was built.
+
+ Specific mitigations can also be selected manually:
+
+ retpoline - replace indirect branches
+ retpoline,generic - google's original retpoline
+ retpoline,amd - AMD-specific minimal thunk
+
+ Not specifying this option is equivalent to
+ spectre_v2=auto.
+
spia_io_base= [HW,MTD]
spia_fio_base=
spia_pedr=
diff --git a/Documentation/x86/pti.txt b/Documentation/x86/pti.txt
new file mode 100644
index 000000000000..d11eff61fc9a
--- /dev/null
+++ b/Documentation/x86/pti.txt
@@ -0,0 +1,186 @@
+Overview
+========
+
+Page Table Isolation (pti, previously known as KAISER[1]) is a
+countermeasure against attacks on the shared user/kernel address
+space such as the "Meltdown" approach[2].
+
+To mitigate this class of attacks, we create an independent set of
+page tables for use only when running userspace applications. When
+the kernel is entered via syscalls, interrupts or exceptions, the
+page tables are switched to the full "kernel" copy. When the system
+switches back to user mode, the user copy is used again.
+
+The userspace page tables contain only a minimal amount of kernel
+data: only what is needed to enter/exit the kernel such as the
+entry/exit functions themselves and the interrupt descriptor table
+(IDT). There are a few strictly unnecessary things that get mapped
+such as the first C function when entering an interrupt (see
+comments in pti.c).
+
+This approach helps to ensure that side-channel attacks leveraging
+the paging structures do not function when PTI is enabled. It can be
+enabled by setting CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION=y at compile time.
+Once enabled at compile-time, it can be disabled at boot with the
+'nopti' or 'pti=' kernel parameters (see kernel-parameters.txt).
+
+Page Table Management
+=====================
+
+When PTI is enabled, the kernel manages two sets of page tables.
+The first set is very similar to the single set which is present in
+kernels without PTI. This includes a complete mapping of userspace
+that the kernel can use for things like copy_to_user().
+
+Although _complete_, the user portion of the kernel page tables is
+crippled by setting the NX bit in the top level. This ensures
+that any missed kernel->user CR3 switch will immediately crash
+userspace upon executing its first instruction.
+
+The userspace page tables map only the kernel data needed to enter
+and exit the kernel. This data is entirely contained in the 'struct
+cpu_entry_area' structure which is placed in the fixmap which gives
+each CPU's copy of the area a compile-time-fixed virtual address.
+
+For new userspace mappings, the kernel makes the entries in its
+page tables like normal. The only difference is when the kernel
+makes entries in the top (PGD) level. In addition to setting the
+entry in the main kernel PGD, a copy of the entry is made in the
+userspace page tables' PGD.
+
+This sharing at the PGD level also inherently shares all the lower
+layers of the page tables. This leaves a single, shared set of
+userspace page tables to manage. One PTE to lock, one set of
+accessed bits, dirty bits, etc...
+
+Overhead
+========
+
+Protection against side-channel attacks is important. But,
+this protection comes at a cost:
+
+1. Increased Memory Use
+ a. Each process now needs an order-1 PGD instead of order-0.
+ (Consumes an additional 4k per process).
+ b. The 'cpu_entry_area' structure must be 2MB in size and 2MB
+ aligned so that it can be mapped by setting a single PMD
+ entry. This consumes nearly 2MB of RAM once the kernel
+ is decompressed, but no space in the kernel image itself.
+
+2. Runtime Cost
+ a. CR3 manipulation to switch between the page table copies
+ must be done at interrupt, syscall, and exception entry
+ and exit (it can be skipped when the kernel is interrupted,
+ though.) Moves to CR3 are on the order of a hundred
+ cycles, and are required at every entry and exit.
+ b. A "trampoline" must be used for SYSCALL entry. This
+ trampoline depends on a smaller set of resources than the
+ non-PTI SYSCALL entry code, so requires mapping fewer
+ things into the userspace page tables. The downside is
+ that stacks must be switched at entry time.
+ d. Global pages are disabled for all kernel structures not
+ mapped into both kernel and userspace page tables. This
+ feature of the MMU allows different processes to share TLB
+ entries mapping the kernel. Losing the feature means more
+ TLB misses after a context switch. The actual loss of
+ performance is very small, however, never exceeding 1%.
+ d. Process Context IDentifiers (PCID) is a CPU feature that
+ allows us to skip flushing the entire TLB when switching page
+ tables by setting a special bit in CR3 when the page tables
+ are changed. This makes switching the page tables (at context
+ switch, or kernel entry/exit) cheaper. But, on systems with
+ PCID support, the context switch code must flush both the user
+ and kernel entries out of the TLB. The user PCID TLB flush is
+ deferred until the exit to userspace, minimizing the cost.
+ See intel.com/sdm for the gory PCID/INVPCID details.
+ e. The userspace page tables must be populated for each new
+ process. Even without PTI, the shared kernel mappings
+ are created by copying top-level (PGD) entries into each
+ new process. But, with PTI, there are now *two* kernel
+ mappings: one in the kernel page tables that maps everything
+ and one for the entry/exit structures. At fork(), we need to
+ copy both.
+ f. In addition to the fork()-time copying, there must also
+ be an update to the userspace PGD any time a set_pgd() is done
+ on a PGD used to map userspace. This ensures that the kernel
+ and userspace copies always map the same userspace
+ memory.
+ g. On systems without PCID support, each CR3 write flushes
+ the entire TLB. That means that each syscall, interrupt
+ or exception flushes the TLB.
+ h. INVPCID is a TLB-flushing instruction which allows flushing
+ of TLB entries for non-current PCIDs. Some systems support
+ PCIDs, but do not support INVPCID. On these systems, addresses
+ can only be flushed from the TLB for the current PCID. When
+ flushing a kernel address, we need to flush all PCIDs, so a
+ single kernel address flush will require a TLB-flushing CR3
+ write upon the next use of every PCID.
+
+Possible Future Work
+====================
+1. We can be more careful about not actually writing to CR3
+ unless its value is actually changed.
+2. Allow PTI to be enabled/disabled at runtime in addition to the
+ boot-time switching.
+
+Testing
+========
+
+To test stability of PTI, the following test procedure is recommended,
+ideally doing all of these in parallel:
+
+1. Set CONFIG_DEBUG_ENTRY=y
+2. Run several copies of all of the tools/testing/selftests/x86/ tests
+ (excluding MPX and protection_keys) in a loop on multiple CPUs for
+ several minutes. These tests frequently uncover corner cases in the
+ kernel entry code. In general, old kernels might cause these tests
+ themselves to crash, but they should never crash the kernel.
+3. Run the 'perf' tool in a mode (top or record) that generates many
+ frequent performance monitoring non-maskable interrupts (see "NMI"
+ in /proc/interrupts). This exercises the NMI entry/exit code which
+ is known to trigger bugs in code paths that did not expect to be
+ interrupted, including nested NMIs. Using "-c" boosts the rate of
+ NMIs, and using two -c with separate counters encourages nested NMIs
+ and less deterministic behavior.
+
+ while true; do perf record -c 10000 -e instructions,cycles -a sleep 10; done
+
+4. Launch a KVM virtual machine.
+5. Run 32-bit binaries on systems supporting the SYSCALL instruction.
+ This has been a lightly-tested code path and needs extra scrutiny.
+
+Debugging
+=========
+
+Bugs in PTI cause a few different signatures of crashes
+that are worth noting here.
+
+ * Failures of the selftests/x86 code. Usually a bug in one of the
+ more obscure corners of entry_64.S
+ * Crashes in early boot, especially around CPU bringup. Bugs
+ in the trampoline code or mappings cause these.
+ * Crashes at the first interrupt. Caused by bugs in entry_64.S,
+ like screwing up a page table switch. Also caused by
+ incorrectly mapping the IRQ handler entry code.
+ * Crashes at the first NMI. The NMI code is separate from main
+ interrupt handlers and can have bugs that do not affect
+ normal interrupts. Also caused by incorrectly mapping NMI
+ code. NMIs that interrupt the entry code must be very
+ careful and can be the cause of crashes that show up when
+ running perf.
+ * Kernel crashes at the first exit to userspace. entry_64.S
+ bugs, or failing to map some of the exit code.
+ * Crashes at first interrupt that interrupts userspace. The paths
+ in entry_64.S that return to userspace are sometimes separate
+ from the ones that return to the kernel.
+ * Double faults: overflowing the kernel stack because of page
+ faults upon page faults. Caused by touching non-pti-mapped
+ data in the entry code, or forgetting to switch to kernel
+ CR3 before calling into C functions which are not pti-mapped.
+ * Userspace segfaults early in boot, sometimes manifesting
+ as mount(8) failing to mount the rootfs. These have
+ tended to be TLB invalidation issues. Usually invalidating
+ the wrong PCID, or otherwise missing an invalidation.
Jeśli masz jakieś pytania dotyczące dokumentacji programistów, opublikuj komentarz poniżej, a ja postaram się odpowiedzieć.
16 stycznia 2018 aktualizacja Spectre w 4.14.14 i 4.9.77
Jeśli korzystasz już z jądra w wersjach 4.14.13 lub 4.9.76, tak jak ja, instalacja nie wymaga zastanowienia się, 4.14.14a 4.9.77kiedy pojawią się one w ciągu kilku dni, aby zmniejszyć lukę w zabezpieczeniach Spectre. Nazwa tej poprawki to Retpoline, która nie ma wcześniej poważnego uderzenia wydajności:
Greg Kroah-Hartman rozesłał najnowsze łaty dla wydań Linux 4.9 i 4.14, które teraz zawierają obsługę Retpoline.
Ten X86_FEATURE_RETPOLINE jest włączony dla wszystkich procesorów AMD / Intel. Aby uzyskać pełne wsparcie, musisz również zbudować jądro przy użyciu nowszego kompilatora GCC zawierającego obsługę -mindirect-branch = thunk-extern. Zmiany w GCC wylądowały wczoraj w GCC 8.0 i są w trakcie potencjalnego powrotu do GCC 7.3.
Ci, którzy chcą wyłączyć obsługę Retpoline, mogą uruchomić załatane jądra za pomocą noretpoline .
Aktualizacja z 12 stycznia 2018 r
Wstępna ochrona przed Spectre jest już dostępna i będzie ulepszana w nadchodzących tygodniach i miesiącach.
Jądra systemu Linux 4.14.13, 4.9.76 LTS i 4.4.111 LTS
Z tego artykułu Softpedia :
Jądra systemu Linux 4.14.13, 4.9.76 LTS i 4.4.111 LTS są teraz dostępne do pobrania z kernel.org i zawierają więcej poprawek w stosunku do luki w zabezpieczeniach Spectre, a także niektóre regresje z systemu Linux 4.14.12, 4.9 .75 LTS i 4.4.110 jądra LTS wydane w zeszłym tygodniu, ponieważ niektóre zgłaszały drobne problemy.
Wydaje się, że te problemy zostały teraz rozwiązane, więc można bezpiecznie zaktualizować systemy operacyjne oparte na systemie Linux do nowych wydanych dzisiaj wersji jądra, które obejmują więcej aktualizacji x86, niektóre poprawki PA-RISC, s390 i PowerPC (PPC), różne ulepszenia sterowniki (Intel i915, crypto, IOMMU, MTD) oraz zwykłe zmiany w jądrze mm i core.
Wielu użytkowników miało problemy z aktualizacjami Ubuntu LTS w dniach 4 stycznia 2018 r. I 10 stycznia 2018 r. Korzystam 4.14.13z niego przez kilka dni bez żadnych problemów, jednak YMMV . Przejdź do dołu, aby uzyskać instrukcje dotyczące instalowania jądra 14.14.13.
Aktualizacja z 7 stycznia 2018 r
Greg Kroah-Hartman napisał wczoraj aktualizację statusu dotyczącą luk w zabezpieczeniach jądra Meltdown i Spectre Linux. Niektórzy mogą nazwać go drugim najpotężniejszym człowiekiem w świecie Linuksa, tuż obok Linusa. Artykuł dotyczy stabilnych jąder (omówionych poniżej) i jąder LTS, z których korzysta większość Ubuntu.
Niezalecane dla przeciętnego użytkownika Ubuntu
Ta metoda wymaga ręcznej instalacji najnowszego (stabilnego) jądra i nie jest zalecana dla przeciętnego użytkownika Ubuntu. Powodem jest to, że po ręcznym zainstalowaniu stabilnego jądra pozostaje tam, dopóki ręcznie nie zainstalujesz nowszego (lub starszego). Przeciętny użytkownik Ubuntu jest w gałęzi LTS, która automatycznie zainstaluje nowe jądro.
Jak wspomnieli inni, łatwiej jest poczekać, aż zespół jądra Ubuntu wyprze aktualizacje w ramach zwykłego procesu.
Ta odpowiedź jest przeznaczona dla zaawansowanych użytkowników Ubuntu, którzy chcą od razu naprawić bezpieczeństwo „Meltdown” i są gotowi wykonać dodatkową pracę ręczną.
Jądra Linuksa 4.14.11, 4.9.74, 4.4.109, 3.16.52 i 3.2.97 Wada krachu
Z tego artykułu :
Użytkownicy proszeni są o natychmiastową aktualizację swoich systemów
4 stycznia 2018 01:42 GMT · Przez Marius Nestor
Opiekunowie jądra Linuksa Greg Kroah-Hartman i Ben Hutchings wydali nowe wersje jądra Linuksa 4.14, 4.9, 4.4, 3.16, 3.18 i 3.12 LTS (Long Term Support), które najwyraźniej załatają jedną z dwóch krytycznych wad bezpieczeństwa, które wpływają na większość współczesnych procesory.
Jądra Linux 4.14.11, 4.9.74, 4.4.109, 3.16.52, 3.18.91 i 3.2.97 są teraz dostępne do pobrania ze strony internetowej kernel.org, a użytkownicy są proszeni o aktualizację swoich dystrybucji GNU / Linux do tych nowych wersji, jeśli natychmiast uruchomią którąkolwiek z tych serii jądra. Dlaczego warto aktualizować? Ponieważ najwyraźniej usuwają krytyczną lukę zwaną Meltdown.
Jak informowaliśmy wcześniej, Meltdown i Spectre to dwa exploity, które wpływają na prawie wszystkie urządzenia zasilane przez nowoczesne procesory (CPU) wydane w ciągu ostatnich 25 lat. Tak, to znaczy prawie wszystkie telefony komórkowe i komputery osobiste. Rozpad może zostać wykorzystany przez nieuprzywilejowanego atakującego w celu złośliwego uzyskania poufnych informacji przechowywanych w pamięci jądra.
Poprawka do luki w zabezpieczeniach Spectre nadal działa
Chociaż Meltdown jest poważną luką, która może ujawnić twoje tajne dane, w tym hasła i klucze szyfrowania, Spectre jest jeszcze gorszy i nie jest łatwy do naprawienia. Badacze bezpieczeństwa twierdzą, że będzie nas to prześladować przez dłuższy czas. Spectre wykorzystuje technologię wykonywania spekulatywnego wykorzystywaną przez współczesne procesory w celu optymalizacji wydajności.
Do czasu usunięcia błędu Spectre zdecydowanie zaleca się przynajmniej aktualizację dystrybucji GNU / Linux do dowolnej z nowo wydanych wersji jądra Linux. Wyszukaj w repozytoriach oprogramowania ulubionej dystrybucji nową aktualizację jądra i zainstaluj ją jak najszybciej. Nie czekaj, aż będzie za późno, zrób to teraz!
Używałem jądra 4.14.10 przez tydzień, więc pobieranie i uruchamianie jądra Ubuntu Mainline w wersji 4.14.11 nie stanowiło dla mnie większego problemu.
Użytkownicy systemu Ubuntu 16.04 mogą być bardziej komfortowi dzięki wersjom jądra 4.4.109 lub 4.9.74, które zostały wydane w tym samym czasie, co 4.14.11.
Jeśli twoje regularne aktualizacje nie instalują żądanej wersji jądra, możesz to zrobić ręcznie, postępując zgodnie z odpowiedzią na pytanie Ubuntu: Jak zaktualizować jądro do najnowszej wersji głównej?
4.14.12 - Jaką różnicę robi dzień
Niecałe 24 godziny po mojej pierwszej odpowiedzi została wydana łatka naprawiająca wersję jądra 4.14.11, która mogła się wydostać. Aktualizacja do 4.14.12 jest zalecana dla wszystkich użytkowników 4.14.11. Greg-KH mówi :
Ogłaszam wydanie jądra 4.14.12.
Wszyscy użytkownicy jądra 4.14 muszą dokonać aktualizacji.
W tej wersji wciąż znanych jest kilka drobnych problemów, na które wpadli ludzie. Mamy nadzieję, że zostaną rozwiązane w ten weekend, ponieważ łaty nie wylądowały na drzewie Linusa.
Na razie, jak zawsze, przetestuj swoje środowisko.
Patrząc na tę aktualizację, niewiele wierszy kodu źródłowego zostało zmienionych.
Instalacja jądra 4.14.13
Więcej wersji Meltdown i początek funkcji Spectre zostały wprowadzone w jądrach Linuksa 4.14.13, 4.9.76 i 4.4.111.
Istnieją powody, dla których chcesz zainstalować najnowsze jądro głównego:
- Błąd w ostatniej aktualizacji jądra Ubuntu LTS
- Nowy sprzęt nie jest obsługiwany w bieżącym strumieniu aktualizacji jądra Ubuntu LTS
- Chcesz aktualizacji zabezpieczeń lub nowej funkcji dostępnej tylko w najnowszej wersji jądra głównego.
Od 15 stycznia 2018 r. Najnowszym stabilnym jądrem głównego jest 4.14.13. Jeśli zdecydujesz się zainstalować ręcznie, powinieneś wiedzieć:
- Starsze jądra LTS nie zostaną zaktualizowane, dopóki nie będą większe niż pierwsza opcja menu głównego zatytułowana Ubuntu .
- Ręcznie zainstalowane jądra nie są usuwane za pomocą zwykłego
sudo apt auto-removepolecenia. Musisz wykonać następujące czynności: Jak usunąć stare wersje jądra, aby wyczyścić menu startowe?
- Monitoruj zmiany w starszych jądrach, gdy chcesz powrócić do zwykłej metody aktualizacji jądra LTS. Następnie usuń ręcznie zainstalowane jądro linii głównej zgodnie z opisem w poprzednim łączu do punktora.
- Po ręcznym usunięciu najnowszego uruchomienia jądra głównego,
sudo update-gruba następnie najnowszego jądra Ubuntu LTS będzie pierwszą opcją o nazwie Ubuntu w menu głównym Grub.
Teraz, gdy ostrzeżenie nie jest już dostępne, aby zainstalować najnowsze jądro linii głównej ( 4.14.13 ), kliknij ten link: Jak zaktualizować jądro do najnowszej wersji linii głównej bez aktualizacji Distro?
