diff --git a/src/SUMMARY.md b/src/SUMMARY.md index 9200053c6..3e41d9a7b 100644 --- a/src/SUMMARY.md +++ b/src/SUMMARY.md @@ -937,3 +937,5 @@ - [Post Exploitation](todo/post-exploitation.md) - [Investment Terms](todo/investment-terms.md) - [Cookies Policy](todo/cookies-policy.md) + + - [Posix Cpu Timers Toctou Cve 2025 38352](linux-hardening/privilege-escalation/linux-kernel-exploitation/posix-cpu-timers-toctou-cve-2025-38352.md) \ No newline at end of file diff --git a/src/binary-exploitation/linux-kernel-exploitation/posix-cpu-timers-toctou-cve-2025-38352.md b/src/binary-exploitation/linux-kernel-exploitation/posix-cpu-timers-toctou-cve-2025-38352.md new file mode 100644 index 000000000..6214c060a --- /dev/null +++ b/src/binary-exploitation/linux-kernel-exploitation/posix-cpu-timers-toctou-cve-2025-38352.md @@ -0,0 +1,195 @@ +# Condição de corrida TOCTOU em POSIX CPU Timers (CVE-2025-38352) + +{{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}} + +Esta página documenta uma condição de corrida TOCTOU em POSIX CPU timers do Linux/Android que pode corromper o estado do timer e causar crash no kernel, e, em certas circunstâncias, ser direcionada para elevação de privilégios. + +- Componente afetado: kernel/time/posix-cpu-timers.c +- Primitiva: expiry vs deletion race sob saída de tarefa +- Sensível à configuração: CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n (IRQ-context expiry path) + +Rápido resumo interno (relevante para exploração) +- Três clocks de CPU alimentam a contabilização dos timers via cpu_clock_sample(): +- CPUCLOCK_PROF: utime + stime +- CPUCLOCK_VIRT: utime apenas +- CPUCLOCK_SCHED: task_sched_runtime() +- A criação do timer conecta um timer a uma task/pid e inicializa os nós da timerqueue: +```c +static int posix_cpu_timer_create(struct k_itimer *new_timer) { +struct pid *pid; +rcu_read_lock(); +pid = pid_for_clock(new_timer->it_clock, false); +if (!pid) { rcu_read_unlock(); return -EINVAL; } +new_timer->kclock = &clock_posix_cpu; +timerqueue_init(&new_timer->it.cpu.node); +new_timer->it.cpu.pid = get_pid(pid); +rcu_read_unlock(); +return 0; +} +``` +- Arming insere em uma per-base timerqueue e pode atualizar o next-expiry cache: +```c +static void arm_timer(struct k_itimer *timer, struct task_struct *p) { +struct posix_cputimer_base *base = timer_base(timer, p); +struct cpu_timer *ctmr = &timer->it.cpu; +u64 newexp = cpu_timer_getexpires(ctmr); +if (!cpu_timer_enqueue(&base->tqhead, ctmr)) return; +if (newexp < base->nextevt) base->nextevt = newexp; +} +``` +- O caminho rápido evita processamento custoso, a menos que expirações em cache indiquem possível disparo: +```c +static inline bool fastpath_timer_check(struct task_struct *tsk) { +struct posix_cputimers *pct = &tsk->posix_cputimers; +if (!expiry_cache_is_inactive(pct)) { +u64 samples[CPUCLOCK_MAX]; +task_sample_cputime(tsk, samples); +if (task_cputimers_expired(samples, pct)) +return true; +} +return false; +} +``` +- Expiração coleta temporizadores expirados, marca-os como disparados, retira-os da fila; a entrega efetiva é adiada: +```c +#define MAX_COLLECTED 20 +static u64 collect_timerqueue(struct timerqueue_head *head, +struct list_head *firing, u64 now) { +struct timerqueue_node *next; int i = 0; +while ((next = timerqueue_getnext(head))) { +struct cpu_timer *ctmr = container_of(next, struct cpu_timer, node); +u64 expires = cpu_timer_getexpires(ctmr); +if (++i == MAX_COLLECTED || now < expires) return expires; +ctmr->firing = 1; // critical state +rcu_assign_pointer(ctmr->handling, current); +cpu_timer_dequeue(ctmr); +list_add_tail(&ctmr->elist, firing); +} +return U64_MAX; +} +``` +Dois modos de processamento de expiração +- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=y: a expiração é adiada via task_work na tarefa alvo +- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n: a expiração é tratada diretamente no contexto de IRQ +```c +void run_posix_cpu_timers(void) { +struct task_struct *tsk = current; +__run_posix_cpu_timers(tsk); +} +#ifdef CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK +static inline void __run_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) { +if (WARN_ON_ONCE(tsk->posix_cputimers_work.scheduled)) return; +tsk->posix_cputimers_work.scheduled = true; +task_work_add(tsk, &tsk->posix_cputimers_work.work, TWA_RESUME); +} +#else +static inline void __run_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) { +lockdep_posixtimer_enter(); +handle_posix_cpu_timers(tsk); // IRQ-context path +lockdep_posixtimer_exit(); +} +#endif +``` +No caminho em contexto IRQ, a lista de disparo é processada fora do sighand +```c +static void handle_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) { +struct k_itimer *timer, *next; unsigned long flags, start; +LIST_HEAD(firing); +if (!lock_task_sighand(tsk, &flags)) return; // may fail on exit +do { +start = READ_ONCE(jiffies); barrier(); +check_thread_timers(tsk, &firing); +check_process_timers(tsk, &firing); +} while (!posix_cpu_timers_enable_work(tsk, start)); +unlock_task_sighand(tsk, &flags); // race window opens here +list_for_each_entry_safe(timer, next, &firing, it.cpu.elist) { +int cpu_firing; +spin_lock(&timer->it_lock); +list_del_init(&timer->it.cpu.elist); +cpu_firing = timer->it.cpu.firing; // read then reset +timer->it.cpu.firing = 0; +if (likely(cpu_firing >= 0)) cpu_timer_fire(timer); +rcu_assign_pointer(timer->it.cpu.handling, NULL); +spin_unlock(&timer->it_lock); +} +} +``` +Root cause: TOCTOU entre expiração em tempo de IRQ e exclusão concorrente durante a finalização da tarefa +Preconditions +- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK is disabled (IRQ path in use) +- A tarefa alvo está saindo mas não foi totalmente finalizada +- Outra thread chama posix_cpu_timer_del() concorrentemente para o mesmo timer + +Sequence +1) update_process_times() aciona run_posix_cpu_timers() em contexto IRQ para a tarefa em saída. +2) collect_timerqueue() define ctmr->firing = 1 e move o timer para a lista temporária de firing. +3) handle_posix_cpu_timers() solta sighand via unlock_task_sighand() para entregar timers fora do lock. +4) Imediatamente após o unlock, a tarefa em saída pode ser reaped; uma thread irmã executa posix_cpu_timer_del(). +5) Nesta janela, posix_cpu_timer_del() pode falhar ao adquirir o state via cpu_timer_task_rcu()/lock_task_sighand() e assim pular a proteção normal in-flight que verifica timer->it.cpu.firing. A deleção prossegue como se não estivesse firing, corrompendo o state enquanto a expiração está sendo tratada, levando a travamentos/UB. + +Why TASK_WORK mode is safe by design +- With CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=y, expiry is deferred to task_work; exit_task_work runs before exit_notify, so the IRQ-time overlap with reaping does not occur. +- Even then, if the task is already exiting, task_work_add() fails; gating on exit_state makes both modes consistent. + +Fix (Android common kernel) and rationale +- Add an early return if current task is exiting, gating all processing: +```c +// kernel/time/posix-cpu-timers.c (Android common kernel commit 157f357d50b5038e5eaad0b2b438f923ac40afeb) +if (tsk->exit_state) +return; +``` +- Isso evita a entrada em handle_posix_cpu_timers() para tarefas em saída, eliminando a janela onde posix_cpu_timer_del() poderia perder it.cpu.firing e competir com o processamento de expiração. + +Impacto +- Corrupção de memória do Kernel em estruturas de timer durante expiração/eliminação concorrente pode causar travamentos imediatos (DoS) e é um primitivo forte para privilege escalation devido a oportunidades de manipulação arbitrária do kernel-state. + +Acionando o bug (condições seguras e reprodutíveis) +Build/config +- Garanta CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n e use um kernel sem a correção que aplica o gating de exit_state. + +Estratégia em tempo de execução +- Alveje uma thread que está prestes a sair e anexe um CPU timer a ela (per-thread or process-wide clock): +- Para per-thread: timer_create(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, ...) +- Para process-wide: timer_create(CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID, ...) +- Arme com uma expiração inicial muito curta e um intervalo pequeno para maximizar entradas no IRQ-path: +```c +static timer_t t; +static void setup_cpu_timer(void) { +struct sigevent sev = {0}; +sev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL; // delivery type not critical for the race +sev.sigev_signo = SIGUSR1; +if (timer_create(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &sev, &t)) perror("timer_create"); +struct itimerspec its = {0}; +its.it_value.tv_nsec = 1; // fire ASAP +its.it_interval.tv_nsec = 1; // re-fire +if (timer_settime(t, 0, &its, NULL)) perror("timer_settime"); +} +``` +- A partir de um sibling thread, exclua simultaneamente o mesmo timer enquanto o target thread encerra: +```c +void *deleter(void *arg) { +for (;;) (void)timer_delete(t); // hammer delete in a loop +} +``` +- Amplificadores de race: alta taxa de ticks do scheduler, carga da CPU, ciclos repetidos de saída/recriação de threads. O crash tipicamente se manifesta quando posix_cpu_timer_del() deixa de notar o firing devido à falha na lookup/lock da task logo após unlock_task_sighand(). + +Detection and hardening +- Mitigation: aplique o exit_state guard; prefira habilitar CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK quando viável. +- Observability: adicione tracepoints/WARN_ONCE ao redor de unlock_task_sighand()/posix_cpu_timer_del(); alerte quando it.cpu.firing==1 for observado junto com falha em cpu_timer_task_rcu()/lock_task_sighand(); monitore inconsistências em timerqueue ao redor da saída da task. + +Audit hotspots (for reviewers) +- update_process_times() → run_posix_cpu_timers() (IRQ) +- __run_posix_cpu_timers() selection (TASK_WORK vs IRQ path) +- collect_timerqueue(): sets ctmr->firing and moves nodes +- handle_posix_cpu_timers(): drops sighand before firing loop +- posix_cpu_timer_del(): relies on it.cpu.firing to detect in-flight expiry; this check is skipped when task lookup/lock fails during exit/reap + +Notes for exploitation research +- O comportamento divulgado é um primitivo confiável de crash do kernel; transformá-lo em escalada de privilégios normalmente requer uma sobreposição adicional controlável (object lifetime ou write-what-where influence) além do escopo deste resumo. Trate qualquer PoC como potencialmente desestabilizador e execute apenas em emuladores/VMs. + +## Referências +- [Race Against Time in the Kernel’s Clockwork (StreyPaws)](https://streypaws.github.io/posts/Race-Against-Time-in-the-Kernel-Clockwork/) +- [Android security bulletin – September 2025](https://source.android.com/docs/security/bulletin/2025-09-01) +- [Android common kernel patch commit 157f357d50b5…](https://android.googlesource.com/kernel/common/+/157f357d50b5038e5eaad0b2b438f923ac40afeb%5E%21/#F0) + +{{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}} diff --git a/src/linux-hardening/privilege-escalation/linux-kernel-exploitation/posix-cpu-timers-toctou-cve-2025-38352.md b/src/linux-hardening/privilege-escalation/linux-kernel-exploitation/posix-cpu-timers-toctou-cve-2025-38352.md new file mode 100644 index 000000000..41d60d706 --- /dev/null +++ b/src/linux-hardening/privilege-escalation/linux-kernel-exploitation/posix-cpu-timers-toctou-cve-2025-38352.md @@ -0,0 +1,196 @@ +# POSIX CPU Timers TOCTOU race (CVE-2025-38352) + +{{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}} + +Esta página documenta uma condição de corrida TOCTOU em Linux/Android POSIX CPU timers que pode corromper o estado do timer e travar o kernel, e sob algumas circunstâncias ser direcionada para privilege escalation. + +- Componente afetado: kernel/time/posix-cpu-timers.c +- Primitiva: expiry vs deletion race durante task exit +- Sensível a configuração: CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n (IRQ-context expiry path) + +Recapitulação rápida dos internals (relevante para exploitation) +- Três clocks de CPU dirigem a contabilização para timers via cpu_clock_sample(): +- CPUCLOCK_PROF: utime + stime +- CPUCLOCK_VIRT: apenas utime +- CPUCLOCK_SCHED: task_sched_runtime() +- A criação do timer conecta um timer a uma task/pid e inicializa os nós do timerqueue: +```c +static int posix_cpu_timer_create(struct k_itimer *new_timer) { +struct pid *pid; +rcu_read_lock(); +pid = pid_for_clock(new_timer->it_clock, false); +if (!pid) { rcu_read_unlock(); return -EINVAL; } +new_timer->kclock = &clock_posix_cpu; +timerqueue_init(&new_timer->it.cpu.node); +new_timer->it.cpu.pid = get_pid(pid); +rcu_read_unlock(); +return 0; +} +``` +- A ativação insere em uma timerqueue por base e pode atualizar o cache next-expiry: +```c +static void arm_timer(struct k_itimer *timer, struct task_struct *p) { +struct posix_cputimer_base *base = timer_base(timer, p); +struct cpu_timer *ctmr = &timer->it.cpu; +u64 newexp = cpu_timer_getexpires(ctmr); +if (!cpu_timer_enqueue(&base->tqhead, ctmr)) return; +if (newexp < base->nextevt) base->nextevt = newexp; +} +``` +- O caminho rápido evita processamento dispendioso a menos que expirações em cache indiquem possível disparo: +```c +static inline bool fastpath_timer_check(struct task_struct *tsk) { +struct posix_cputimers *pct = &tsk->posix_cputimers; +if (!expiry_cache_is_inactive(pct)) { +u64 samples[CPUCLOCK_MAX]; +task_sample_cputime(tsk, samples); +if (task_cputimers_expired(samples, pct)) +return true; +} +return false; +} +``` +- A expiração recolhe temporizadores expirados, marca-os como disparados, remove-os da fila; a entrega real é adiada: +```c +#define MAX_COLLECTED 20 +static u64 collect_timerqueue(struct timerqueue_head *head, +struct list_head *firing, u64 now) { +struct timerqueue_node *next; int i = 0; +while ((next = timerqueue_getnext(head))) { +struct cpu_timer *ctmr = container_of(next, struct cpu_timer, node); +u64 expires = cpu_timer_getexpires(ctmr); +if (++i == MAX_COLLECTED || now < expires) return expires; +ctmr->firing = 1; // critical state +rcu_assign_pointer(ctmr->handling, current); +cpu_timer_dequeue(ctmr); +list_add_tail(&ctmr->elist, firing); +} +return U64_MAX; +} +``` +Dois modos de processamento de expiração +- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=y: a expiração é adiada via task_work na tarefa alvo +- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n: a expiração é tratada diretamente no contexto de IRQ +```c +void run_posix_cpu_timers(void) { +struct task_struct *tsk = current; +__run_posix_cpu_timers(tsk); +} +#ifdef CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK +static inline void __run_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) { +if (WARN_ON_ONCE(tsk->posix_cputimers_work.scheduled)) return; +tsk->posix_cputimers_work.scheduled = true; +task_work_add(tsk, &tsk->posix_cputimers_work.work, TWA_RESUME); +} +#else +static inline void __run_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) { +lockdep_posixtimer_enter(); +handle_posix_cpu_timers(tsk); // IRQ-context path +lockdep_posixtimer_exit(); +} +#endif +``` +No caminho de contexto IRQ, a lista de disparo é processada fora do sighand +```c +static void handle_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) { +struct k_itimer *timer, *next; unsigned long flags, start; +LIST_HEAD(firing); +if (!lock_task_sighand(tsk, &flags)) return; // may fail on exit +do { +start = READ_ONCE(jiffies); barrier(); +check_thread_timers(tsk, &firing); +check_process_timers(tsk, &firing); +} while (!posix_cpu_timers_enable_work(tsk, start)); +unlock_task_sighand(tsk, &flags); // race window opens here +list_for_each_entry_safe(timer, next, &firing, it.cpu.elist) { +int cpu_firing; +spin_lock(&timer->it_lock); +list_del_init(&timer->it.cpu.elist); +cpu_firing = timer->it.cpu.firing; // read then reset +timer->it.cpu.firing = 0; +if (likely(cpu_firing >= 0)) cpu_timer_fire(timer); +rcu_assign_pointer(timer->it.cpu.handling, NULL); +spin_unlock(&timer->it_lock); +} +} +``` +Causa raiz: TOCTOU entre a expiração em tempo de IRQ e a exclusão concorrente durante a saída da tarefa + +Pré-condições +- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK está desabilitado (IRQ path in use) +- A tarefa alvo está saindo mas não foi totalmente reaped +- Outra thread chama concorrentemente posix_cpu_timer_del() para o mesmo timer + +Sequência +1) update_process_times() aciona run_posix_cpu_timers() em contexto IRQ para a tarefa que está saindo. +2) collect_timerqueue() define ctmr->firing = 1 e move o timer para a lista temporária de firing. +3) handle_posix_cpu_timers() libera sighand via unlock_task_sighand() para entregar timers fora do lock. +4) Imediatamente após o unlock, a tarefa em saída pode ser reaped; uma thread irmã executa posix_cpu_timer_del(). +5) Nesta janela, posix_cpu_timer_del() pode falhar ao adquirir o state via cpu_timer_task_rcu()/lock_task_sighand() e assim pular a guarda normal in-flight que verifica timer->it.cpu.firing. A exclusão prossegue como se não estivesse firing, corrompendo o estado enquanto a expiração está sendo tratada, levando a crashes/UB. + +Por que o modo TASK_WORK é seguro por design +- Com CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=y, a expiração é adiada para task_work; exit_task_work roda antes de exit_notify, então a sobreposição em tempo de IRQ com o reaping não ocorre. +- Mesmo assim, se a tarefa já está saindo, task_work_add() falha; condicionar em exit_state torna ambos os modos consistentes. + +Correção (Android common kernel) e justificativa +- Adicionar um retorno antecipado se a tarefa corrente estiver saindo, condicionando todo o processamento: +```c +// kernel/time/posix-cpu-timers.c (Android common kernel commit 157f357d50b5038e5eaad0b2b438f923ac40afeb) +if (tsk->exit_state) +return; +``` +- Isso impede entrar em handle_posix_cpu_timers() para tarefas que estão saindo, eliminando a janela na qual posix_cpu_timer_del() poderia perder it.cpu.firing e competir com o processamento de expiração. + +Impacto +- Corrupção de memória do kernel das estruturas de timer durante expiração/exclusão concorrente pode causar crashes imediatos (DoS) e é uma primitiva forte para privilege escalation devido a oportunidades de manipulação arbitrária do estado do kernel. + +Disparo do bug (condições seguras e reproduzíveis) +Compilação/config +- Garanta CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n e use um kernel sem a correção de gating para exit_state. + +Estratégia em tempo de execução +- Mire uma thread prestes a sair e anexe um CPU timer a ela (clock por-thread ou por-processo): +- Para por-thread: timer_create(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, ...) +- Para por-processo: timer_create(CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID, ...) +- Arme com uma expiração inicial muito curta e um intervalo pequeno para maximizar entradas no caminho de IRQ: +```c +static timer_t t; +static void setup_cpu_timer(void) { +struct sigevent sev = {0}; +sev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL; // delivery type not critical for the race +sev.sigev_signo = SIGUSR1; +if (timer_create(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &sev, &t)) perror("timer_create"); +struct itimerspec its = {0}; +its.it_value.tv_nsec = 1; // fire ASAP +its.it_interval.tv_nsec = 1; // re-fire +if (timer_settime(t, 0, &its, NULL)) perror("timer_settime"); +} +``` +- A partir de um sibling thread, exclua concurrentemente o mesmo timer enquanto a target thread sai: +```c +void *deleter(void *arg) { +for (;;) (void)timer_delete(t); // hammer delete in a loop +} +``` +- Race amplifiers: alta scheduler tick rate, CPU load, ciclos repetidos de saída/recriação de threads. O crash tipicamente se manifesta quando posix_cpu_timer_del() deixa de notar o firing devido à falha na busca/bloqueio da task logo após unlock_task_sighand(). + +Detecção e hardening +- Mitigação: aplique o guard exit_state; prefira habilitar CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK quando viável. +- Observability: adicione tracepoints/WARN_ONCE ao redor de unlock_task_sighand()/posix_cpu_timer_del(); alerte quando it.cpu.firing==1 for observado juntamente com falha em cpu_timer_task_rcu()/lock_task_sighand(); monitore inconsistências no timerqueue ao redor da saída da task. + +Pontos de auditoria (para revisores) +- update_process_times() → run_posix_cpu_timers() (IRQ) +- __run_posix_cpu_timers() selection (TASK_WORK vs IRQ path) +- collect_timerqueue(): define ctmr->firing e move os nós +- handle_posix_cpu_timers(): libera sighand antes do loop de firing +- posix_cpu_timer_del(): depende de it.cpu.firing para detectar expiração in-flight; essa verificação é ignorada quando a busca/bloqueio da task falha durante exit/reap + +Notas para pesquisa de exploração +- O comportamento divulgado é um kernel crash primitive confiável; transformá-lo em privilege escalation tipicamente requer uma sobreposição adicional controlável (object lifetime ou influência write-what-where) além do escopo deste resumo. Trate qualquer PoC como potencialmente desestabilizadora e execute apenas em emuladores/VMs. + +## References +- [Race Against Time in the Kernel’s Clockwork (StreyPaws)](https://streypaws.github.io/posts/Race-Against-Time-in-the-Kernel-Clockwork/) +- [Android security bulletin – September 2025](https://source.android.com/docs/security/bulletin/2025-09-01) +- [Android common kernel patch commit 157f357d50b5…](https://android.googlesource.com/kernel/common/+/157f357d50b5038e5eaad0b2b438f923ac40afeb%5E%21/#F0) + +{{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}}