页表检查¶
概述¶
页表检查允许通过确保防止某些类型的内存损坏来强化内核。
当新的页面可以从用户空间访问时，页表检查通过将它们的页表项（PTEs PMD等）添加到页表中来执行额外 的验证。
在检测到损坏的情况下，内核会被崩溃。页表检查有一个小的性能和内存开销。因此，它在默认情况下是禁用 的，但是在额外的加固超过性能成本的系统上，可以选择启用。另外，由于页表检查是同步的，它可以帮助调 试双映射内存损坏问题，在错误的映射发生时崩溃内核，而不是在内存损坏错误发生后内核崩溃。
双重映射检测逻辑¶
Current Mapping |
New mapping |
Permissions |
Rule |
|---|---|---|---|
Anonymous |
Anonymous |
Read |
Allow |
Anonymous |
Anonymous |
Read / Write |
Prohibit |
Anonymous |
Named |
Any |
Prohibit |
Named |
Anonymous |
Any |
Prohibit |
Named |
Named |
Any |
Allow |
启用页表检查¶
用以下方法构建内核:
PAGE_TABLE_CHECK=y 注意，它只能在ARCH_SUPPORTS_PAGE_TABLE_CHECK可用的平台上启用。
使用 “page_table_check=on” 内核参数启动。
可以选择用PAGE_TABLE_CHECK_ENFORCED来构建内核，以便在没有额外的内核参数的情况下获得页表 支持。
实现注意事项¶
我们特意决定不使用 VMA 信息，以避免依赖于 MM 状态（除了有限的 “struct page” 信息）。页表检查 独立于 Linux-MM 状态机，它验证用户可访问的页面不会被错误地共享。
PAGE_TABLE_CHECK 依赖于 EXCLUSIVE_SYSTEM_RAM。原因在于，若没有 EXCLUSIVE_SYSTEM_RAM， 用户被允许通过 /dev/mem 将任意物理内存区域映射到用户空间。同时，页面可能在映射到用户空间期间 改变自己的属性（例如，从匿名页面变为命名页面），导致页表检查检测到“损坏”。
即使有 EXCLUSIVE_SYSTEM_RAM，I/O 页面可能仍然被允许通过 /dev/mem 映射。然而，这些页面始终 被视为命名页面，所以它们不会破坏页表检查中使用的逻辑。