contrib/netbsd-tests/lib/libc/sys/t_mprotect.c

   1 /* $NetBSD: t_mprotect.c,v 1.3 2011/07/20 22:53:44 jym Exp $ */
   2
   3 /*-
   4  * Copyright (c) 2011 The NetBSD Foundation, Inc.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
   8  * by Jukka Ruohonen.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
  20  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
  21  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  22  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
  23  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  24  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  25  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  26  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  27  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  28  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  29  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  30  */
  31 #include <sys/cdefs.h>
  32 __RCSID("$NetBSD: t_mprotect.c,v 1.3 2011/07/20 22:53:44 jym Exp $");
  33
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/mman.h>
  36 #include <sys/sysctl.h>
  37 #include <sys/wait.h>
  38
  39 #include <errno.h>
  40 #include <fcntl.h>
  41 #include <stdlib.h>
  42 #include <string.h>
  43 #include <unistd.h>
  44
  45 #include <atf-c.h>
  46
  47 #ifdef __NetBSD__
  48 #include "../common/exec_prot.h"
  49 #endif
  50
  51 static long     page = 0;
  52 static int      pax_global = -1;
  53 static int      pax_enabled = -1;
  54 static char     path[] = "mmap";
  55
  56 static void     sighandler(int);
  57 static bool     paxinit(void);
  58 static bool     paxset(int, int);
  59
  60 static void
  61 sighandler(int signo)
  62 {
  63         _exit(signo);
  64 }
  65
  66 static bool
  67 paxinit(void)
  68 {
  69         size_t len = sizeof(int);
  70         int rv;
  71
  72         rv = sysctlbyname("security.pax.mprotect.global",
  73             &pax_global, &len, NULL, 0);
  74
  75         if (rv != 0)
  76                 return false;
  77
  78         rv = sysctlbyname("security.pax.mprotect.enabled",
  79             &pax_enabled, &len, NULL, 0);
  80
  81         if (rv != 0)
  82                 return false;
  83
  84         return paxset(1, 1);
  85 }
  86
  87 static bool
  88 paxset(int global, int enabled)
  89 {
  90         size_t len = sizeof(int);
  91         int rv;
  92
  93         rv = sysctlbyname("security.pax.mprotect.global",
  94             NULL, NULL, &global, len);
  95
  96         if (rv != 0)
  97                 return false;
  98
  99         rv = sysctlbyname("security.pax.mprotect.enabled",
 100             NULL, NULL, &enabled, len);
 101
 102         if (rv != 0)
 103                 return false;
 104
 105         return true;
 106 }
 107
 108
 109 ATF_TC_WITH_CLEANUP(mprotect_access);
 110 ATF_TC_HEAD(mprotect_access, tc)
 111 {
 112         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test for EACCES from mprotect(2)");
 113 }
 114
 115 ATF_TC_BODY(mprotect_access, tc)
 116 {
 117         int prot[2] = { PROT_NONE, PROT_READ };
 118         void *map;
 119         size_t i;
 120         int fd;
 121
 122         fd = open(path, O_RDONLY | O_CREAT);
 123         ATF_REQUIRE(fd >= 0);
 124
 125         /*
 126          * The call should fail with EACCES if we try to mark
 127          * a PROT_NONE or PROT_READ file/section as PROT_WRITE.
 128          */
 129         for (i = 0; i < __arraycount(prot); i++) {
 130
 131                 map = mmap(NULL, page, prot[i], MAP_SHARED, fd, 0);
 132
 133                 if (map == MAP_FAILED)
 134                         continue;
 135
 136                 errno = 0;
 137
 138                 ATF_REQUIRE(mprotect(map, page, PROT_WRITE) != 0);
 139                 ATF_REQUIRE(errno == EACCES);
 140                 ATF_REQUIRE(munmap(map, page) == 0);
 141         }
 142
 143         ATF_REQUIRE(close(fd) == 0);
 144 }
 145
 146 ATF_TC_CLEANUP(mprotect_access, tc)
 147 {
 148         (void)unlink(path);
 149 }
 150
 151 ATF_TC(mprotect_err);
 152 ATF_TC_HEAD(mprotect_err, tc)
 153 {
 154         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test error conditions of mprotect(2)");
 155 }
 156
 157 ATF_TC_BODY(mprotect_err, tc)
 158 {
 159         errno = 0;
 160
 161         ATF_REQUIRE(mprotect((char *)-1, 1, PROT_READ) != 0);
 162         ATF_REQUIRE(errno == EINVAL);
 163 }
 164
 165 #ifdef __NetBSD__
 166 ATF_TC(mprotect_exec);
 167 ATF_TC_HEAD(mprotect_exec, tc)
 168 {
 169         atf_tc_set_md_var(tc, "descr",
 170             "Test mprotect(2) executable space protections");
 171 }
 172
 173 /*
 174  * Trivial function -- should fit into a page
 175  */
 176 ATF_TC_BODY(mprotect_exec, tc)
 177 {
 178         pid_t pid;
 179         void *map;
 180         int sta, xp_support;
 181
 182         xp_support = exec_prot_support();
 183
 184         switch (xp_support) {
 185         case NOTIMPL:
 186                 atf_tc_skip(
 187                     "Execute protection callback check not implemented");
 188                 break;
 189         case NO_XP:
 190                 atf_tc_skip(
 191                     "Host does not support executable space protection");
 192                 break;
 193         case PARTIAL_XP: case PERPAGE_XP: default:
 194                 break;
 195         }
 196
 197         /*
 198          * Map a page read/write and copy a trivial assembly function inside.
 199          * We will then change the mapping rights:
 200          * - first by setting the execution right, and check that we can
 201          *   call the code found in the allocated page.
 202          * - second by removing the execution right. This should generate
 203          *   a SIGSEGV on architectures that can enforce --x permissions.
 204          */
 205
 206         map = mmap(NULL, page, PROT_WRITE|PROT_READ, MAP_ANON, -1, 0);
 207         ATF_REQUIRE(map != MAP_FAILED);
 208
 209         memcpy(map, (void *)return_one,
 210             (uintptr_t)return_one_end - (uintptr_t)return_one);
 211
 212         /* give r-x rights then call code in page */
 213         ATF_REQUIRE(mprotect(map, page, PROT_EXEC|PROT_READ) == 0);
 214         ATF_REQUIRE(((int (*)(void))map)() == 1);
 215
 216         /* remove --x right */
 217         ATF_REQUIRE(mprotect(map, page, PROT_READ) == 0);
 218
 219         pid = fork();
 220         ATF_REQUIRE(pid >= 0);
 221
 222         if (pid == 0) {
 223                 ATF_REQUIRE(signal(SIGSEGV, sighandler) != SIG_ERR);
 224                 ATF_CHECK(((int (*)(void))map)() == 1);
 225                 _exit(0);
 226         }
 227
 228         (void)wait(&sta);
 229
 230         ATF_REQUIRE(munmap(map, page) == 0);
 231
 232         ATF_REQUIRE(WIFEXITED(sta) != 0);
 233
 234         switch (xp_support) {
 235         case PARTIAL_XP:
 236                 /* Partial protection might fail; skip the test when it does */
 237                 if (WEXITSTATUS(sta) != SIGSEGV) {
 238                         atf_tc_skip("Host only supports "
 239                             "partial executable space protection");
 240                 }
 241                 break;
 242         case PERPAGE_XP: default:
 243                 /* Per-page --x protection should not fail */
 244                 ATF_REQUIRE(WEXITSTATUS(sta) == SIGSEGV);
 245                 break;
 246         }
 247 }
 248 #endif
 249
 250 ATF_TC(mprotect_pax);
 251 ATF_TC_HEAD(mprotect_pax, tc)
 252 {
 253         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "PaX restrictions and mprotect(2)");
 254         atf_tc_set_md_var(tc, "require.user", "root");
 255 }
 256
 257 ATF_TC_BODY(mprotect_pax, tc)
 258 {
 259         const int prot[4] = { PROT_NONE, PROT_READ, PROT_WRITE };
 260         const char *str = NULL;
 261         void *map;
 262         size_t i;
 263         int rv;
 264
 265         if (paxinit() != true)
 266                 return;
 267
 268         /*
 269          * As noted in the original PaX documentation [1],
 270          * the following restrictions should apply:
 271          *
 272          *   (1) creating executable anonymous mappings
 273          *
 274          *   (2) creating executable/writable file mappings
 275          *
 276          *   (3) making a non-executable mapping executable
 277          *
 278          *   (4) making an executable/read-only file mapping
 279          *       writable except for performing relocations
 280          *       on an ET_DYN ELF file (non-PIC shared library)
 281          *
 282          *  The following will test only the case (3).
 283          *
 284          * [1] http://pax.grsecurity.net/docs/mprotect.txt
 285          *
 286          *     (Sun Apr 3 11:06:53 EEST 2011.)
 287          */
 288         for (i = 0; i < __arraycount(prot); i++) {
 289
 290                 map = mmap(NULL, page, prot[i], MAP_ANON, -1, 0);
 291
 292                 if (map == MAP_FAILED)
 293                         continue;
 294
 295                 rv = mprotect(map, 1, prot[i] | PROT_EXEC);
 296
 297                 (void)munmap(map, page);
 298
 299                 if (rv == 0) {
 300                         str = "non-executable mapping made executable";
 301                         goto out;
 302                 }
 303         }
 304
 305 out:
 306         if (pax_global != -1 && pax_enabled != -1)
 307                 (void)paxset(pax_global, pax_enabled);
 308
 309         if (str != NULL)
 310                 atf_tc_fail("%s", str);
 311 }
 312
 313 ATF_TC(mprotect_write);
 314 ATF_TC_HEAD(mprotect_write, tc)
 315 {
 316         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test mprotect(2) write protections");
 317 }
 318
 319 ATF_TC_BODY(mprotect_write, tc)
 320 {
 321         pid_t pid;
 322         void *map;
 323         int sta;
 324
 325         /*
 326          * Map a page read/write, change the protection
 327          * to read-only with mprotect(2), and try to write
 328          * to the page. This should generate a SIGSEGV.
 329          */
 330         map = mmap(NULL, page, PROT_WRITE|PROT_READ, MAP_ANON, -1, 0);
 331         ATF_REQUIRE(map != MAP_FAILED);
 332
 333         ATF_REQUIRE(strlcpy(map, "XXX", 3) == 3);
 334         ATF_REQUIRE(mprotect(map, page, PROT_READ) == 0);
 335
 336         pid = fork();
 337         ATF_REQUIRE(pid >= 0);
 338
 339         if (pid == 0) {
 340                 ATF_REQUIRE(signal(SIGSEGV, sighandler) != SIG_ERR);
 341                 ATF_REQUIRE(strlcpy(map, "XXX", 3) == 0);
 342         }
 343
 344         (void)wait(&sta);
 345
 346         ATF_REQUIRE(WIFEXITED(sta) != 0);
 347         ATF_REQUIRE(WEXITSTATUS(sta) == SIGSEGV);
 348         ATF_REQUIRE(munmap(map, page) == 0);
 349 }
 350
 351 ATF_TP_ADD_TCS(tp)
 352 {
 353         page = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 354         ATF_REQUIRE(page >= 0);
 355
 356         ATF_TP_ADD_TC(tp, mprotect_access);
 357         ATF_TP_ADD_TC(tp, mprotect_err);
 358 #ifdef __NetBSD__
 359         ATF_TP_ADD_TC(tp, mprotect_exec);
 360 #endif
 361         ATF_TP_ADD_TC(tp, mprotect_pax);
 362         ATF_TP_ADD_TC(tp, mprotect_write);
 363
 364         return atf_no_error();
 365 }