Add more values for the normalization
[kconfig-hardened-check.git] / kconfig_hardened_check / __init__.py
index 82aef99e2ffe0e363f6194871c368337d6644d44..0367d88094b22ea8e779e2146841ed7dd18270b0 100644 (file)
 #
 #
 # N.B Hardening command line parameters:
-#    slab_nomerge
 #    page_alloc.shuffle=1
 #    iommu=force (does it help against DMA attacks?)
-#    iommu.passthrough=0
-#    iommu.strict=1
 #    slub_debug=FZ (slow)
-#    init_on_alloc=1 (since v5.3)
-#    init_on_free=1 (since v5.3, otherwise slub_debug=P and page_poison=1)
 #    loadpin.enforce=1
 #    debugfs=no-mount (or off if possible)
-#    randomize_kstack_offset=1
 #
 #    Mitigations of CPU vulnerabilities:
 #       Аrch-independent:
 #           mitigations=auto,nosmt (nosmt is slow)
 #       X86:
 #           spectre_v2=on
-#           pti=on
 #           spec_store_bypass_disable=on
 #           l1tf=full,force
 #           l1d_flush=on (a part of the l1tf option)
@@ -40,7 +33,6 @@
 #
 #    Should NOT be set:
 #           nokaslr
-#           rodata=off
 #           sysrq_always_enabled
 #           arm64.nobti
 #           arm64.nopauth
@@ -64,6 +56,7 @@
 #    vm.unprivileged_userfaultfd=0
 #        (at first, it disabled unprivileged userfaultfd,
 #         and since v5.11 it enables unprivileged userfaultfd for user-mode only)
+#    vm.mmap_min_addr has a good value
 #    dev.tty.ldisc_autoload=0
 #    fs.protected_symlinks=1
 #    fs.protected_hardlinks=1
@@ -85,13 +78,13 @@ import re
 import json
 from .__about__ import __version__
 
-TYPES_OF_CHECKS = ('kconfig', 'version')
+SIMPLE_OPTION_TYPES = ('kconfig', 'version', 'cmdline')
 
 class OptCheck:
     # Constructor without the 'expected' parameter is for option presence checks (any value is OK)
     def __init__(self, reason, decision, name, expected=None):
-        if not reason or not decision or not name:
-            sys.exit('[!] ERROR: invalid {} check for "{}"'.format(self.__class__.__name__, name))
+        assert(reason and decision and name), \
+               'invalid {} check for "{}"'.format(self.__class__.__name__, name)
         self.name = name
         self.expected = expected
         self.decision = decision
@@ -187,33 +180,25 @@ class VersionCheck:
 class ComplexOptCheck:
     def __init__(self, *opts):
         self.opts = opts
-        if not self.opts:
-            sys.exit('[!] ERROR: empty {} check'.format(self.__class__.__name__))
-        if len(self.opts) == 1:
-            sys.exit('[!] ERROR: useless {} check'.format(self.__class__.__name__))
-        if not isinstance(opts[0], KconfigCheck) and not isinstance(opts[0], CmdlineCheck):
-            sys.exit('[!] ERROR: invalid {} check: {}'.format(self.__class__.__name__, opts))
+        assert(self.opts), \
+               'empty {} check'.format(self.__class__.__name__)
+        assert(len(self.opts) != 1), \
+                'useless {} check: {}'.format(self.__class__.__name__, opts)
+        assert(isinstance(opts[0], (KconfigCheck, CmdlineCheck))), \
+               'invalid {} check: {}'.format(self.__class__.__name__, opts)
         self.result = None
 
-    @property
-    def name(self):
-        return self.opts[0].name
-
     @property
     def type(self):
         return 'complex'
 
     @property
-    def expected(self):
-        return self.opts[0].expected
-
-    @property
-    def decision(self):
-        return self.opts[0].decision
+    def name(self):
+        return self.opts[0].name
 
     @property
-    def reason(self):
-        return self.opts[0].reason
+    def expected(self):
+        return self.opts[0].expected
 
     def table_print(self, mode, with_results):
         if mode == 'verbose':
@@ -242,8 +227,6 @@ class OR(ComplexOptCheck):
     #     OR(<X_is_hardened>, <X_is_disabled>)
     #     OR(<X_is_hardened>, <old_X_is_hardened>)
     def check(self):
-        if not self.opts:
-            sys.exit('[!] ERROR: invalid OR check')
         for i, opt in enumerate(self.opts):
             opt.check()
             if opt.result.startswith('OK'):
@@ -256,9 +239,10 @@ class OR(ComplexOptCheck):
                         self.result = 'OK: {} not found'.format(opt.name)
                     elif opt.result == 'OK: is present':
                         self.result = 'OK: {} is present'.format(opt.name)
-                    # VersionCheck provides enough info
-                    elif not opt.result.startswith('OK: version'):
-                        sys.exit('[!] ERROR: unexpected OK description "{}"'.format(opt.result))
+                    else:
+                        # VersionCheck provides enough info
+                        assert(opt.result.startswith('OK: version')), \
+                               'unexpected OK description "{}"'.format(opt.result)
                 return
         self.result = self.opts[0].result
 
@@ -286,10 +270,9 @@ class AND(ComplexOptCheck):
                 else:
                     # VersionCheck provides enough info
                     self.result = opt.result
-                    if not opt.result.startswith('FAIL: version'):
-                        sys.exit('[!] ERROR: unexpected FAIL description "{}"'.format(opt.result))
+                    assert(opt.result.startswith('FAIL: version')), \
+                           'unexpected FAIL description "{}"'.format(opt.result)
                 return
-        sys.exit('[!] ERROR: invalid AND check')
 
 
 def detect_arch(fname, archs):
@@ -328,6 +311,9 @@ def detect_version(fname):
 def add_kconfig_checks(l, arch):
     # Calling the KconfigCheck class constructor:
     #     KconfigCheck(reason, decision, name, expected)
+    #
+    # [!] Don't add CmdlineChecks in add_kconfig_checks() to avoid wrong results
+    #     when the tool doesn't check the cmdline.
 
     modules_not_set = KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'MODULES', 'is not set')
     devmem_not_set = KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'DEVMEM', 'is not set') # refers to LOCKDOWN
@@ -339,7 +325,10 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'SLUB_DEBUG', 'y')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'GCC_PLUGINS', 'y')]
     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STACKPROTECTOR', 'y'),
-             KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CC_STACKPROTECTOR', 'y'))]
+             KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CC_STACKPROTECTOR', 'y'),
+             KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CC_STACKPROTECTOR_REGULAR', 'y'),
+             KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CC_STACKPROTECTOR_AUTO', 'y'),
+             KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CC_STACKPROTECTOR_STRONG', 'y'))]
     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STACKPROTECTOR_STRONG', 'y'),
              KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CC_STACKPROTECTOR_STRONG', 'y'))]
     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STRICT_KERNEL_RWX', 'y'),
@@ -393,7 +382,6 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HARDEN_BRANCH_HISTORY', 'y')]
 
     # 'self_protection', 'kspp'
-    l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SECURITY_DMESG_RESTRICT', 'y')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'BUG_ON_DATA_CORRUPTION', 'y')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_WX', 'y')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SCHED_STACK_END_CHECK', 'y')]
@@ -410,6 +398,7 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'KFENCE', 'y')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'WERROR', 'y')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'IOMMU_DEFAULT_DMA_STRICT', 'y')]
+    l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'IOMMU_DEFAULT_PASSTHROUGH', 'is not set')] # true if IOMMU_DEFAULT_DMA_STRICT is set
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'ZERO_CALL_USED_REGS', 'y')]
     randstruct_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_RANDSTRUCT', 'y')
     l += [randstruct_is_set]
@@ -467,7 +456,7 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'STATIC_USERMODEHELPER', 'y')] # needs userspace support
     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'EFI_DISABLE_PCI_DMA', 'y'),
              efi_not_set)]
-    l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'SLAB_MERGE_DEFAULT', 'is not set')] # slab_nomerge
+    l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'SLAB_MERGE_DEFAULT', 'is not set')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'RANDOM_TRUST_BOOTLOADER', 'is not set')]
     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'RANDOM_TRUST_CPU', 'is not set')]
     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'GCC_PLUGIN_RANDSTRUCT_PERFORMANCE', 'is not set'),
@@ -529,6 +518,7 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
                  devmem_not_set)] # refers to LOCKDOWN
 
     # 'cut_attack_surface', 'kspp'
+    l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'SECURITY_DMESG_RESTRICT', 'y')]
     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'ACPI_CUSTOM_METHOD', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'COMPAT_BRK', 'is not set')]
     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'DEVKMEM', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
@@ -646,6 +636,9 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'INTEGRITY', 'y')]
     if arch == 'ARM':
         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'my', 'INTEGRITY', 'y')]
+    if arch == 'ARM64':
+        l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'ARM64_PTR_AUTH', 'y')]
+        l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'ARM64_BTI', 'y')]
     if arch in ('ARM', 'X86_32'):
         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'VMSPLIT_3G', 'y')]
     if arch in ('X86_64', 'ARM64'):
@@ -653,14 +646,71 @@ def add_kconfig_checks(l, arch):
     if arch in ('X86_32', 'ARM'):
         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'my', 'ARCH_MMAP_RND_BITS', '16')]
 
-#   l += [KconfigCheck('feature_test', 'my', 'LKDTM', 'm')] # only for debugging!
-
 
 def add_cmdline_checks(l, arch):
     # Calling the CmdlineCheck class constructor:
     #     CmdlineCheck(reason, decision, name, expected)
+    #
+    # [!] Don't add CmdlineChecks in add_kconfig_checks() to avoid wrong results
+    #     when the tool doesn't check the cmdline.
+    #
+    # [!] Make sure that values of the options in CmdlineChecks need normalization.
+    #     For more info see normalize_cmdline_options().
+    #
+    # A common pattern for checking the 'param_x' cmdline parameter
+    # that __overrides__ the 'PARAM_X_DEFAULT' kconfig option:
+    #   l += [OR(CmdlineCheck(reason, decision, 'param_x', '1'),
+    #            AND(KconfigCheck(reason, decision, 'PARAM_X_DEFAULT_ON', 'y'),
+    #                CmdlineCheck(reason, decision, 'param_x, 'is not set')))]
+    #
+    # Here we don't check the kconfig options or minimal kernel version
+    # required for the cmdline parameters. That would make the checks
+    # very complex and not give a 100% guarantee anyway.
+
+    if arch == 'ARM64':
+        l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'rodata', 'full'),
+                 AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RODATA_FULL_DEFAULT_ENABLED', 'y'),
+                     CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'rodata', 'is not set')))]
+    else:
+        l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'rodata', '1'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'defconfig', 'rodata', 'is not set'))]
+
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'init_on_alloc', '1'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON', 'y'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'init_on_alloc', 'is not set')))]
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'init_on_free', '1'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON', 'y'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'init_on_free', 'is not set')),
+             AND(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'page_poison', '1'),
+                 KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'PAGE_POISONING_ZERO', 'y'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'slub_debug', 'P')))]
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'slab_nomerge'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'SLAB_MERGE_DEFAULT', 'is not set'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'slab_merge', 'is not set')))] # option presence check
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'iommu.strict', '1'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'IOMMU_DEFAULT_DMA_STRICT', 'y'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'iommu.strict', 'is not set')))]
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'iommu.passthrough', '0'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'IOMMU_DEFAULT_PASSTHROUGH', 'is not set'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'iommu.passthrough', 'is not set')))]
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'hardened_usercopy', '1'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HARDENED_USERCOPY', 'y'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'hardened_usercopy', 'is not set')))]
+    l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'slab_common.usercopy_fallback', '0'),
+             AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HARDENED_USERCOPY_FALLBACK', 'is not set'),
+                 CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'slab_common.usercopy_fallback', 'is not set')))]
+    if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
+        l += [OR(CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'randomize_kstack_offset', '1'),
+                 AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'RANDOMIZE_KSTACK_OFFSET_DEFAULT', 'y'),
+                     CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'randomize_kstack_offset', 'is not set')))]
+    if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
+        l += [CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'pti', 'on')]
+
+    if arch == 'X86_64':
+        l += [OR(CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'vsyscall', 'none'),
+                 AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'LEGACY_VSYSCALL_NONE', 'y'),
+                     CmdlineCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'vsyscall', 'is not set')))]
 
-    l += [CmdlineCheck('self_protection', 'kspp', 'randomize_kstack_offset', 'on')]
     # TODO: add other
 
 
@@ -677,8 +727,8 @@ def print_unknown_options(checklist, parsed_options):
                     known_options.append(o2.name)
                 continue
             for o3 in o2.opts:
-                if o3.type == 'complex':
-                    sys.exit('[!] ERROR: unexpected ComplexOptCheck inside {}'.format(o2.name))
+                assert(o3.type != 'complex'), \
+                       'unexpected ComplexOptCheck inside {}'.format(o2.name)
                 if hasattr(o3, 'name'):
                     known_options.append(o3.name)
 
@@ -736,22 +786,22 @@ def print_checklist(mode, checklist, with_results):
 
 
 def populate_simple_opt_with_data(opt, data, data_type):
-    if opt.type == 'complex':
-        sys.exit('[!] ERROR: unexpected ComplexOptCheck {}: {}'.format(opt.name, vars(opt)))
-    if opt.type not in TYPES_OF_CHECKS:
-        sys.exit('[!] ERROR: invalid opt type "{}" for {}'.format(opt.type, opt.name))
-    if data_type not in TYPES_OF_CHECKS:
-        sys.exit('[!] ERROR: invalid data type "{}"'.format(data_type))
+    assert(opt.type != 'complex'), \
+           'unexpected ComplexOptCheck "{}"'.format(opt.name)
+    assert(opt.type in SIMPLE_OPTION_TYPES), \
+           'invalid opt type "{}"'.format(opt.type)
+    assert(data_type in SIMPLE_OPTION_TYPES), \
+           'invalid data type "{}"'.format(data_type)
 
     if data_type != opt.type:
         return
 
-    if data_type == 'kconfig':
+    if data_type in ('kconfig', 'cmdline'):
         opt.state = data.get(opt.name, None)
-    elif data_type == 'version':
-        opt.ver = data
     else:
-        sys.exit('[!] ERROR: unexpected data type "{}"'.format(data_type))
+        assert(data_type == 'version'), \
+               'unexpected data type "{}"'.format(data_type)
+        opt.ver = data
 
 
 def populate_opt_with_data(opt, data, data_type):
@@ -763,8 +813,8 @@ def populate_opt_with_data(opt, data, data_type):
             else:
                 populate_simple_opt_with_data(o, data, data_type)
     else:
-        if opt.type != 'kconfig':
-            sys.exit('[!] ERROR: bad type "{}" for a simple check {}'.format(opt.type, opt.name))
+        assert(opt.type in ('kconfig', 'cmdline')), \
+               'bad type "{}" for a simple check'.format(opt.type)
         populate_simple_opt_with_data(opt, data, data_type)
 
 
@@ -790,6 +840,8 @@ def parse_kconfig_file(parsed_options, fname):
 
             if opt_is_on.match(line):
                 option, value = line.split('=', 1)
+                if value == 'is not set':
+                    sys.exit('[!] ERROR: bad enabled kconfig option "{}"'.format(line))
             elif opt_is_off.match(line):
                 option, value = line[2:].split(' ', 1)
                 if value != 'is not set':
@@ -802,6 +854,43 @@ def parse_kconfig_file(parsed_options, fname):
                 parsed_options[option] = value
 
 
+def normalize_cmdline_options(option, value):
+    # Handle special cases
+    if option == 'pti':
+        # Don't normalize the pti value since
+        # the Linux kernel doesn't use kstrtobool() for pti.
+        # See pti_check_boottime_disable() in linux/arch/x86/mm/pti.c
+        return value
+
+    # Implement a limited part of the kstrtobool() logic
+    if value in ('1', 'on', 'On', 'ON', 'y', 'Y', 'yes', 'Yes', 'YES'):
+        return '1'
+    if value in ('0', 'off', 'Off', 'OFF', 'n', 'N', 'no', 'No', 'NO'):
+        return '0'
+
+    # Preserve unique values
+    return value
+
+
+def parse_cmdline_file(parsed_options, fname):
+    with open(fname, 'r') as f:
+        line = f.readline()
+        opts = line.split()
+
+        line = f.readline()
+        if line:
+            sys.exit('[!] ERROR: more than one line in "{}"'.format(fname))
+
+        for opt in opts:
+            if '=' in opt:
+                name, value = opt.split('=', 1)
+            else:
+                name = opt
+                value = '' # '' is not None
+            value = normalize_cmdline_options(name, value)
+            parsed_options[name] = value
+
+
 def main():
     # Report modes:
     #   * verbose mode for
@@ -832,6 +921,9 @@ def main():
     config_checklist = []
 
     if args.config:
+        if args.print:
+            sys.exit('[!] ERROR: --config and --print can\'t be used together')
+
         if mode != 'json':
             print('[+] Kconfig file to check: {}'.format(args.config))
             if args.cmdline:
@@ -852,12 +944,22 @@ def main():
         # add relevant kconfig checks to the checklist
         add_kconfig_checks(config_checklist, arch)
 
+        if args.cmdline:
+            # add relevant cmdline checks to the checklist
+            add_cmdline_checks(config_checklist, arch)
+
         # populate the checklist with the parsed kconfig data
         parsed_kconfig_options = OrderedDict()
         parse_kconfig_file(parsed_kconfig_options, args.config)
         populate_with_data(config_checklist, parsed_kconfig_options, 'kconfig')
         populate_with_data(config_checklist, kernel_version, 'version')
 
+        if args.cmdline:
+            # populate the checklist with the parsed kconfig data
+            parsed_cmdline_options = OrderedDict()
+            parse_cmdline_file(parsed_cmdline_options, args.cmdline)
+            populate_with_data(config_checklist, parsed_cmdline_options, 'cmdline')
+
         # now everything is ready for performing the checks
         perform_checks(config_checklist)
 
@@ -883,6 +985,3 @@ def main():
 
     parser.print_help()
     sys.exit(0)
-
-if __name__ == '__main__':
-    main()