linux - 我如何知道我的系统是否启用了 ARM 的 XN(永不执行)位支持？

Question

我正在开发一个带有 ARM cortex A5 处理器和大约 3.13.9 左右的 linux 内核版本的 linux 嵌入式系统。如何验证是否启用了 XN 位支持？

此外，我知道 ARMv7 架构支持它，但内核需要什么才能使用它？

据我所知，/proc/cpuinfo 没有 ARM xn 支持的功能标志(尽管 Intel 确实有 nx 的标志)。

此外，较新的 ARM 似乎具有 UXN 和 PXN。这与旧版 XN 有什么关系？

很高兴看到可能看到带有位标记的页表，或显示 NX 位 = 1 的寄存器。此外，是否有易于运行的 ret2usr 攻击来验证保护？非常感谢任何其他验证方法。

Answer 1

How can I verify whether XN bit support is enabled?

根据ARM手册5.5.3. Execute never bits，XN在c1 Control Register。 Userland(异常级别 0)无法访问我所知道的配置中的那些字段。

您有两个或三个选择(或者一个)。首先，如果作为特权进程运行(异常级别 1 或更高)，则只需读取 c1 寄存器。

其次，查看是否可以使用 HWCAP 查询该功能。这是 Torvald 的 asm/hwcaps.h ，但我没有看到 HWCAP_XN 或类似内容。 HWCAP_IWMMXT 可能是它，但我找不到定义代表什么。

HWCAP 是最简单的路径，因为您只需执行以下操作(但它似乎对您不可用):

if ((getauxval(AT_HWCAP) & HWCAP_XN) != 0)
    return true;

由于第二个选择不可用，您可以进行特征探测。我称它们为 SIGILL 探测器，因为您经常探测 ISA 支持，例如使用 NEON 负载的 NEON。如果您收到 SIGILL，您就知道处理器不支持 NEON。

在您的情况下，您应该执行@o11c 在评论中建议的操作。你应该分配一个页面，设置PROT_EXEC，然后看看你是否可以写入它。如果您不能写入它，那么 write 将失败并返回 errno=EPERM 或者您将捕获异常。如果 write 失败，则将 NX 功能标记为可用。

我手头没有XN 的功能探测器(我从来不需要它)，但我可以向您展示 SIGILL 探测器在 probing for ARMv7 support 时的样子.

还要小心 Apple 机器上的探测器。 Apple 有一个错误会在执行 longjmp 后影响寄存器或进程状态，并且它会丢弃一些糟糕的东西。切勿在 Apple 平台上进行探测。只需为该功能返回 false。

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extern "C" {
    typedef void (*SigHandler)(int);

    static jmp_buf s_jmpSIGILL;
    static void SigIllHandler(int)
    {
        longjmp(s_jmpSIGILL, 1);
    }
}

bool CPU_ProbeARMv7()
{
    // longjmp and clobber warnings. Volatile is required.
    // http://stackoverflow.com/q/7721854
    volatile bool result = true;

    volatile SigHandler oldHandler = signal(SIGILL, SigIllHandler);
    if (oldHandler == SIG_ERR)
        return false;

    volatile sigset_t oldMask;
    if (sigprocmask(0, NULLPTR, (sigset_t*)&oldMask))
        return false;

    if (setjmp(s_jmpSIGILL))
        result = false;
    else
    {
        // ARMv7 added movt and movw
        int a;
        asm volatile("movw %0,%1 \n"
                     "movt %0,%1 \n"
                     : "=r"(a) : "i"(0x1234));
        result = (a == 0x12341234);
    }

    sigprocmask(SIG_SETMASK, (sigset_t*)&oldMask, NULLPTR);
    signal(SIGILL, oldHandler);
    return result;
}