🇰🇷 한글 설명
Linux 커널의 x86/mm/pat 구성 요소에서 대규모 페이지 병합(large-page collapse) 과정 중 발생하는 Use-After-Free 취약점입니다. 모듈을 로드하거나 언로드하는 과정에서 페이지 테이블 페이지가 해제된 후에도 다른 CPU가 해당 메모리에 접근하여 쓰기 작업을 수행함으로써 메모리 오염이나 시스템 충돌을 유발할 수 있습니다.
💡 쉬운 설명
컴퓨터의 메모리를 관리하는 과정에서, 이미 사용이 끝나서 버려진 메모리 공간에 새로운 데이터를 잘못 기록하는 오류가 발견되었습니다. 이로 인해 시스템이 갑자기 멈추거나 보안상 위험한 상태가 될 수 있습니다.
🇺🇸 원문 (English)
In the Linux kernel, the following vulnerability has been resolved:
x86/mm/pat: Take cpa_lock around large-page collapse
Loading and unloading modules concurrently on several CPUs on a KASAN
build, with a short delay injected at the CPA page-table lookup to
widen the window, faults within minutes:
BUG: KASAN: use-after-free in __change_page_attr+0x7cc/0x7e0
Write of size 8 at addr ffff888181139718 by task modprobe
...
The buggy address belongs to the physical page:
pfn:0x181139 ... page_type: f2(table)
cpa_collapse_large_pages() rebuilds a leaf PMD from its 4K PTEs and
frees the old PTE-table pages, while __change_page_attr() fetches a
PTE pointer from a lockless lookup_address_in_pgd_attr() and writes
it with set_pte_atomic() only later. When module text is served from
a shared large ROX mapping the two run on the same PMD:
CPU A (module load) CPU B (module finalize)
------------------- -----------------------
execmem_make_temp_rw
set_memory_nx
__change_page_attr
split 2M -> 4K table P
kpte = &P[i] (lockless)
execmem_restore_rox
set_memory_rox (CPA_COLLAPSE)
cpa_collapse_large_pages
rebuild leaf PMD
flush_tlb_all
pagetable_free(P)
set_pte_atomic(kpte, ...)
-> writes into freed P
P is a page-table page (page_type: table), reused at once, so the
write corrupts whatever got the page next: a bad-pte or bad-page
splat, or a fatal fault once P has been turned into read-only text.
The flush_tlb_all() before the free does not close this: its IPI only
serializes against page-table walkers that run with interrupts off
(e.g. GUP-fast); the walk in __change_page_attr() runs with interrupts
on, so nothing stops it from holding a stale pointer into P.
Serialize the collapse - the PMD rebuild, TLB flush and PTE-table
free - under cpa_lock, the same lock __change_page_attr() now takes
unconditionally since commit ("x86/mm/pat: stop gating cpa_lock on
debug_pagealloc_enabled()"), so a concurrent walker can no longer
hold a pointer into a table the collapse is about to free.
📍 영향받는 시스템
Linux kernel (x86 architecture, KASAN build 환경에서 확인됨)
⚔️ 공격 벡터
여러 CPU에서 동시에 커널 모듈을 로드하거나 언로드하여 레이스 컨디션(Race Condition)을 유발
🛡️ 대응 방법
cpa_lock을 사용하여 페이지 병합 및 해제 과정을 동기화한 최신 커널 패치 적용
🔧 검증 코드
출력된 커널 버전이 해당 취약점이 해결된 패치 버전 이후인지 확인합니다.