aarch64: add PAC-RET protection to libitm sjlj.S
authorSzabolcs Nagy <szabolcs.nagy@arm.com>
Thu, 16 Jul 2020 15:39:23 +0000 (16:39 +0100)
committerSzabolcs Nagy <szabolcs.nagy@arm.com>
Fri, 24 Jul 2020 10:44:53 +0000 (11:44 +0100)
_ITM_beginTransaction is a 'returns_twice' function that saves x30
on the stack as part of gtm_jmpbuf (that is passed down to
GTM_begin_transaction), but the saved x30 is also used for return.

The return path should be protected so we don't leave an
  ldp x29, x30, [sp]
  ret
gadget in the code, so x30 is signed on function entry. This
exposes the signed address in the gtm_jmpbuf too. The jmpbuf does
not need a signed address since GTM_longjmp uses
  ldp x29, x30, [x1]
  br x30
and with BTI there is a BTI j at the _ITM_beginTransaction call site
where this jump returns. Using PAC does not hurt: the gtm_jmpbuf is
internal to libitm and its layout is only used by sjlj.S so the
signed address does not escape. Saving signed x30 into gtm_jmpbuf
provides a bit of extra protection, but more importantly it allows
adding the PAC-RET support without changing the existing code much.

In theory bti and pac-ret protection can be added unconditionally
since the instructions are in the nop space, in practice they
can cause trouble if some tooling does not understand the gnu
property note (e.g. old binutils) or some unwinder or debugger
does not understand the new dwarf op code used for pac-ret (e.g
old gdb). So the code is written to only support branch-protection
according to the code generation options.

libitm/ChangeLog:

* config/aarch64/sjlj.S: Add conditional pac-ret protection.

libitm/config/aarch64/sjlj.S

index e2093ca1a97b928d631fc2e5d775d89d169d4d8a..c84e98aecad52a431c9e82846716b4fcddd932e2 100644 (file)
 #include "asmcfi.h"
 
 #define BTI_C  hint    34
+#define PACIASP        hint    25
+#define AUTIASP        hint    29
+#define PACIBSP        hint    27
+#define AUTIBSP        hint    31
+
+#if defined(HAVE_AS_CFI_PSEUDO_OP) && defined(__GCC_HAVE_DWARF2_CFI_ASM)
+# define cfi_window_save .cfi_window_save
+# define cfi_b_key_frame .cfi_b_key_frame
+#else
+# define cfi_window_save
+# define cfi_b_key_frame
+#endif
+
+#if __ARM_FEATURE_PAC_DEFAULT & 1
+# define CFI_PAC_TOGGLE        cfi_window_save
+# define CFI_PAC_KEY
+# define PAC_AND_BTI   PACIASP
+# define AUT   AUTIASP
+#elif __ARM_FEATURE_PAC_DEFAULT & 2
+# define CFI_PAC_TOGGLE        cfi_window_save
+# define CFI_PAC_KEY   cfi_b_key_frame
+# define PAC_AND_BTI   PACIBSP
+# define AUT   AUTIBSP
+#else
+# define CFI_PAC_TOGGLE
+# define CFI_PAC_KEY
+# define PAC_AND_BTI   BTI_C
+# define AUT
+#endif
 
        .text
        .align  2
@@ -33,7 +62,9 @@
 
 _ITM_beginTransaction:
        cfi_startproc
-       BTI_C
+       CFI_PAC_KEY
+       PAC_AND_BTI
+       CFI_PAC_TOGGLE
        mov     x1, sp
        stp     x29, x30, [sp, -11*16]!
        cfi_adjust_cfa_offset(11*16)
@@ -60,6 +91,8 @@ _ITM_beginTransaction:
        cfi_adjust_cfa_offset(-11*16)
        cfi_restore(x29)
        cfi_restore(x30)
+       AUT
+       CFI_PAC_TOGGLE
        ret
        cfi_endproc
        .size   _ITM_beginTransaction, . - _ITM_beginTransaction
@@ -73,6 +106,7 @@ GTM_longjmp:
        /* The first parameter becomes the return value (x0).
           The third parameter is ignored for now.  */
        cfi_startproc
+       CFI_PAC_KEY
        BTI_C
        ldp     x19, x20, [x1, 1*16]
        ldp     x21, x22, [x1, 2*16]
@@ -86,7 +120,10 @@ GTM_longjmp:
        ldr     x3, [x1, 10*16]
        ldp     x29, x30, [x1]
        cfi_def_cfa(x1, 0)
+       CFI_PAC_TOGGLE
        mov     sp, x3
+       AUT
+       CFI_PAC_TOGGLE
        br      x30
        cfi_endproc
        .size   GTM_longjmp, . - GTM_longjmp
@@ -96,6 +133,19 @@ GTM_longjmp:
 #define FEATURE_1_BTI 1
 #define FEATURE_1_PAC 2
 
+/* Supported features based on the code generation options.  */
+#if defined(__ARM_FEATURE_BTI_DEFAULT)
+# define BTI_FLAG FEATURE_1_BTI
+#else
+# define BTI_FLAG 0
+#endif
+
+#if __ARM_FEATURE_PAC_DEFAULT & 3
+# define PAC_FLAG FEATURE_1_PAC
+#else
+# define PAC_FLAG 0
+#endif
+
 /* Add a NT_GNU_PROPERTY_TYPE_0 note.  */
 #define GNU_PROPERTY(type, value)      \
   .section .note.gnu.property, "a";    \
@@ -113,7 +163,7 @@ GTM_longjmp:
 .section .note.GNU-stack, "", %progbits
 
 /* Add GNU property note if built with branch protection.  */
-# ifdef __ARM_FEATURE_BTI_DEFAULT
-GNU_PROPERTY (FEATURE_1_AND, FEATURE_1_BTI)
+# if (BTI_FLAG|PAC_FLAG) != 0
+GNU_PROPERTY (FEATURE_1_AND, BTI_FLAG|PAC_FLAG)
 # endif
 #endif