学习一下近期出现的 bad epoll 漏洞，该漏洞位于 fs/eventpoll.c，在 linux 内核以及 安卓内核中均存在该漏洞。
漏洞原理 漏洞位于 fs/eventpoll.c 的 ep_remove() 函数中。file 对象没有使用引用计数追踪或者加锁保护，导致可以通过构造一个 eventpoll fd 监视另一个 eventpoll fd，然后多线程竞争 close，导致 file 结构体的 UAF。ep_remove 函数中，file 为传入 epitem 的 ffd.file 对象。对其继续调用 ep_remove_file() 函数。在该函数中会写入 file->f_ep 成员为 NULL。
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而另一条路径上（或者应该说是上层调用链上）通过竞争抢占执行。__fput 函数调用 eventpoll_release 函数（开启 CONFIG_KCMP定义）会查看 file->f_ep 的内容。如果该 fast_check 检查到 f_ep 为空，则直接返回。
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后续调用 file->f_op->release 即 eventpoll_fops->release，即 ep_eventpoll_release 函数。其继续向下调用至 ep_free，然后会直接 kfree epoll_target，在 file_free 中 kmem_cache_free file_target。
1 2 3 4 5 6 7 __fput -> eventpoll_release(file_target) -> fastcheck pass and return -> file->f_op->release (ep_eventpoll_release) -> ep_clear_and_put -> ep_free -> file_free
此时，原进程继续向下执行，会查看is_file_epoll(file)，这里由于 file 已经被释放，可以将其重新申请为非 eventfd。从而进入该分支。写入 to_free = epoll_target->refs，然后再 hlist_del_rcu() 会写入 0 到 epi->fllink.pprev ：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 static void ep_remove_file (struct eventpoll *ep, struct epitem *epi, struct file *file) { struct epitems_head *to_free =NULL ; struct hlist_head *head = lockdep_assert_held(&ep->mtx); lockdep_assert_held(&file->f_lock); if (hlist_is_singular_node(&epi->fllink, head)) { WRITE_ONCE(file->f_ep, NULL ); if (!is_file_epoll(file)) { struct epitems_head *v ; v = container_of(head, struct epitems_head, epitems); if (!smp_load_acquire(&v->next)) to_free = v; } } hlist_del_rcu(&epi->fllink); spin_unlock(&file->f_lock); free_ephead(to_free); }
漏洞利用 由于该漏洞发现者声称该漏洞可以实现手机的 root 提权。因此会着重分析其漏洞利用思路并尝试进行迁移（其只提供了 x86 下 linux 内核的利用脚本）。
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该漏洞提交者还给出了 kernelctf 中的 exp ，这里我们也简单分析下其利用过程：
Stage1：环境初始化 该部分在 race_setup() 函数中：
先创建一个 timerfd_wakeup 的 timer，然后通过 race_enqueue_waiters 向其绑定大量的 eventpoll fd。这样当 time up 时可以触发大量的 event poll 事件，如果这个time刚好在窗口内，可以有效延长时间的窗口，并导致中断发生。
然后创建一个 深度为 3 的 epoll 链条 ep_race_fds[3]。该链条用于评判 race 是否成功（ep_race_oracle），如果 race 成功会导致 epoll 的深度变为1。
然后简单测了一下 false sharing 的耗时，用于后续的 race half time window。
Stage2: 漏洞触发与 cross cache 该部分在 vuln_trigger_and_cross_cache() 函数中
首先申请了 pipe，并 fcntl 设置其 PIPE_SZ 为 0x100 * 0x1000，也就是 0x100 页。
新创建 racer_thread，其会调用 race_close_thread 。在 CPU 0 上运行，会设置 absolute-time timer 设置为中断发生时间，然后忙等待(time_interrupt_fire - time_racer_launch_ahead)，直到要发生中断的时候 close，期待中断会发生在 close 甚至是 竞争窗口内部。进入 for loop，分为两种阶段，PHASE_STAT 遍历 [LO,HI]，筛选最容易发生 中断的 ahead idx；PHASE_EXEC 从 STAT 阶段给定的窗口中随机挑选一个值进行尝试。在 PHASE 开始前，会先设置了 timerfd_wakeup timerfd，令其在窗口内触发大量的 waitqueue 等待延长时间窗口。然后调用 close(ep_race_waiter)，同时会测量其调用 close 所使用的指令数，如果大于了一个阈值则认为发生了中断。如果是 PHASE_STAT 会将该 ahead_idx 加入记录；如果是 PHASE_EXEC 也会执行记录，并重新继续 PHASE_STAT。
主进程会继续向下执行，绑定 CPU 1 运行。首先会打开/dev/null 填满 CPU partial_list。然后创建两个 epitem，ep_race_waiter，ep_race_target。ep_race_waiter 会 watch ep_race_target，CPU1 会释放 ep_race_target。然后再打开 /dev/null 填充 slab。然后启动 race 过程。不过主进程会进行 false sharing 延长时间窗口。
检测是否race成功，如果 race 成功，目标的 refs 会被清空为0，尝试将 ep_race_oracle 添加到 ep_uaf_target 链表中，如果 refs 为空可以添加成功，如果 refs 不为空则会报错 MAX_NESTS。
接下来就是 cross cache。将前面的 file 全部释放掉（除了与 ep_uaf_target 对应的 filefd）。然后 write(pipe_fd) 将释放的 file page 重新申请回来。通过一次受限的任意地址8字节读来判定是否 pipe_buffer reclaim 成功。
后续就是任意8字节读写转化为任意地址读写
Stage3: ROP 提权
新建 rop_pipe 用于写入 ROP 链
通过任意地址读获取 rop_pipe 的 page 虚拟地址。
填写page的ROP链
调用 epoll_wait，该地址的 waiter->vfs_poll->fake fop 已经被修改，从而进入 rop_pipe page 链。
漏洞复现 x86_64 首先考虑 x86_64 架构。使用 android-kernel android16-6.12 分支进行复现。
1 repo init -u https://android.googlesource.com/kernel/manifest -b common-android16-6.12
切换到存在漏洞的 commit。
1 git checkout a9f45c382a77076062801a9379c22858e4bb903a
使用 bazel 进行编译带 KASAN 内核：
1 bazel run //common:kernel_x86_64_dist --kasan
使用 ./exploit --vuln-trigger 命令来尝试触发 KASAN 警告。
尝试在竞争代码窗口之间添加 nop 指令来增大窗口，插入100行nop指令也没有效果（（（
1 2 3 4 5 asm volatile ( ".rept 5\n" "nop\n" ".endr\n" ) ;
尝试断在 to_free = v 行未果。中间插入 500 条指令后gdb插桩调试后，发现 interrupts 数量大幅增加，同时 best range 开始有变化。但是 gdb 无法触发 file->f_op 不为 eventpoll_fops 的情况。然后发现启动脚本开启了 KVM 加速，关闭 KVM 后，似乎就很容易触发 interrupts，原来是 kvm 加速的问题吗。
1 2 3 4 5 static inline void free_ephead (struct epitems_head *head) { if (head) kmem_cache_free(ephead_cache, head); }
kprobe 命令：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 # instrument the race window mount -t debugfs debugfs /sys/kernel/debug 2>/dev/null || true mount -t tracefs tracefs /sys/kernel/tracing 2>/dev/null || true cd /sys/kernel/tracing 2>/dev/null || cd /sys/kernel/debug/tracing echo 0 > events/kprobes/epwin/enable 2>/dev/null || true echo '-:kprobes/epwin' >> kprobe_events 2>/dev/null || true echo 'p:epwin __ep_remove+0xa5' >> kprobe_events echo 1 > events/kprobes/epwin/enable
附： 切到 CVE-2026-43074 之前的commit代码，重新编译。
1 git checkout ba7833622fc3581c388d0da922aaab529aec43b3
该 poc 在该版本不需要修改可以稳定触发 KASAN UAF 警告。
TODO: aarch64 漏洞利用 x86_64 尝试修改以上 exp 的偏移适配到当前编译的内核上。WRITE_ONCE 与 hlist_del_rcu 之间。而非 is_file_epoll()，或者更准确地说在 is_file_epoll 与 hlist_del_rcu 之间，因此相较于漏洞复现，该部分其实理论上成功率会更高一些。
要成功迁移以上exp到新编译内核。首先需要修改大量的内核偏移值。不过原作者提供 exp 的内部数据使用了 libxdk 以数据库的形式来保存各种偏移以及配置信息。只有少量的偏移配置硬编码在 exp 内。
在看 image_db 的时候发现可以下载 kxdb 的 kernelctf 的指定版本内核。用以模拟启动运行 exp，发现可以执行到 ROP，不过最后在执行 execve 前栈未平衡，简单修改了 RopUtils.cpp 中的 Ret2Usr 函数，可以成功执行并拿到 root shell （注意需要修改 bash 为 sh，因为模拟的文件系统中没有该项）。（当然，也尝试了 --vuln-trigger 选项，不出意料的没有触发）
不过还是要尝试迁移到新的内核上。
迁移 尝试迁移到前文编译并测试的内核。查看了kxdb的自动化 workflow，其处理新的 kernel release 的步骤在 .github/workflows/db-generate-for-release.yml 中。其中会调用 .github/scripts/db_process_release.sh 来操作内核，这里输入应该是 distro 以及 发行版本。不过剔除下载内核逻辑后，其实就只是以 vmlinuz 以及 vmlinux 为基础进行处理。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 echo "Downloading release $RELEASE" "$IMAGE_DB_DIR/download_release.sh" "$DISTRO" "$RELEASE" dbgsym,vmlinuz >/dev/null echo "Processing release $RELEASE" "$IMAGE_DB_DIR/download_release.sh" "$DISTRO" "$RELEASE" process --only-db echo "Collecting runtime data..." "$IMAGE_DB_DIR/collect_runtime_data.sh" echo "Creating db for release $DISTRO $RELEASE" "$KXDB_DIR/kxdb_tool.py" -o db.kxdb --image-db-path "$IMAGE_DB_DIR" --release-filter-add "$DISTRO/$RELEASE"
按照以上四条命令（实际上第一条是下载，只需要准备好编译产物中的 bzImage 以及 vmlinux）即可。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 uv venv uv pip install -r ./kxdb_tool/requirements.txt uv pip install -r ./rop_generator/requirements.txt # need to remove '-e' arg in requirements.txt uv pip install -r ./image_db/requirements.txt wget https://github.com/0vercl0k/rp/releases/download/v2.1.3/rp-lin-gcc.zip unzip rp-lin-gcc.zip mv ./rp-lin rp++ chmod u+x rp++ export PATH=$PATH:$PWD
然后将你的 vmlinux bzImage 移到工作目录下，并且复制以下内容保存为 download_release_local.sh 到 image_db 目录下：
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curl -f "$URL " -o "$DST_FN " ; then echo "Failed to download '$DST_FN ' from $URL " return 1 fi } download_ddeb_and_extract URL="$1 " DEB_FN="$2 " DST_DIR="$3 " FILE_SRC_FN="$4 " FILE_DST_FN="$5 " if [ -f "$DEB_FN " ]; then mkdir -p debs mv "$DEB_FN " "debs/$DEB_FN " fi if [ -n "$FILE_DST_FN " ] && [ -f "$FILE_DST_FN " ]; then return fi mkdir -p debs download_file "$URL " "debs/$DEB_FN " if [ ! -d "$DST_DIR " ]; then echo "Extracting 'debs/$DEB_FN ' into '$DST_DIR '..." dpkg-deb -x \ "debs/$DEB_FN " \ "$DST_DIR " fi if [ -n "$FILE_SRC_FN " ]; then mv \ "$DST_DIR /$FILE_SRC_FN " \ "$FILE_DST_FN " rm -rf "$DST_DIR " fi } save local FILE="$1 " local COMMAND="$2 " if [ -s "$FILE " ]; then return fi echo "Generating $FILE ..." if ! eval "$COMMAND " > "$FILE " ; then rm -f "$FILE " return 1 fi } process_vmlinux if [ ! -f "vmlinux" ]; then echo "Error: vmlinux does not exist." return 1 fi if [ ! -f "vmlinuz" ]; then echo "Error: vmlinuz/bzImage does not exist." return 1 fi save symbols.txt \ "nm vmlinux" if [ ! -f "btf" ]; then echo "Extracting pahole BTF information..." pahole \ --btf_encode_detached \ btf \ vmlinux fi save btf.json \ "bpftool btf dump -j file btf" save structs.json \ "$SCRIPT_DIR /extract_structures.py" save kernel_pages.txt \ "$SCRIPT_DIR /kernel_pages.py vmlinux" if [[ -z "$ONLY_DB " && -z "$ONLY_KXDL " ]]; then save btf_formatted.json \ "jq . btf.json" save pahole.txt \ "pahole vmlinux" save .config \ "$SCRIPT_DIR /../third_party/linux/scripts/extract-ikconfig vmlinux" save rop_gadgets.txt \ "ROPgadget --binary vmlinux" save rop_gadgets_wo_jop.txt \ "ROPgadget --nojop --binary vmlinux" save rop_gadgets_filtered.txt \ "grep ' : \(pop\|cmp\|add rsp\|mov\|push\|xchg\|leave\).* ; ret$' rop_gadgets_wo_jop.txt" fi if [[ -z "$ONLY_KXDL " ]]; then save rop_actions.json \ "$SCRIPT_DIR /../rop_generator/angrop_rop_generator.py \ --output json \ --json-indent 4 \ vmlinux \ vmlinuz \ --rpp-cache rp++.txt" save stack_pivots.json \ "$SCRIPT_DIR /../rop_generator/pivot_finder.py \ --output json \ --json-indent 4 \ vmlinux \ vmlinuz" fi } process_local_files local LOCAL_VMLINUX="$1 " local LOCAL_BZIMAGE="$2 " if [ ! -f "$LOCAL_VMLINUX " ]; then echo "Error: local vmlinux does not exist:" echo " $LOCAL_VMLINUX " exit 1 fi if [ ! -f "$LOCAL_BZIMAGE " ]; then echo "Error: local bzImage does not exist:" echo " $LOCAL_BZIMAGE " exit 1 fi LOCAL_VMLINUX=$(realpath "$LOCAL_VMLINUX " ) LOCAL_BZIMAGE=$(realpath "$LOCAL_BZIMAGE " ) echo "Using local kernel files:" echo " vmlinux: $LOCAL_VMLINUX " echo " bzImage: $LOCAL_BZIMAGE " ln -sf "$LOCAL_VMLINUX " vmlinux ln -sf "$LOCAL_BZIMAGE " vmlinuz } DISTRO="$1 " if [ -z "$DISTRO " ]; then usage fi if [ "$DISTRO " = "local" ]; then RELEASE_NAME="$2 " LOCAL_VMLINUX="$3 " LOCAL_BZIMAGE="$4 " DOWNLOAD_TYPE="$5 " if [ -z "$RELEASE_NAME " ]; then echo "Missing local release name." usage fi if [ -z "$LOCAL_VMLINUX " ]; then echo "Missing local vmlinux path." usage fi if [ -z "$LOCAL_BZIMAGE " ]; then echo "Missing local bzImage path." usage fi if [ -z "$DOWNLOAD_TYPE " ]; then DOWNLOAD_TYPE="process" fi if [ "$DOWNLOAD_TYPE " = "all" ]; then DOWNLOAD_TYPE="process" fi else RELEASE_NAME="$2 " DOWNLOAD_TYPE="$3 " if [ -z "$DOWNLOAD_TYPE " ]; then DOWNLOAD_TYPE="all" fi if [ "$DOWNLOAD_TYPE " = "all" ]; then DOWNLOAD_TYPE="vmlinuz,dbgsym,headers,modules,process" fi fi if [[ ! "$DISTRO " =~ ^(kernelctf|ubuntu|local )$ ]]; then echo "Unknown distro: $DISTRO " usage fi if [ "$DISTRO " != "local" ]; then if [[ -z "$RELEASE_NAME " || "$RELEASE_NAME " == "list" ]]; then LIST_FUNCTION="list_${DISTRO} _releases" "$LIST_FUNCTION " exit 0 fi fi RELEASE_DIR="$SCRIPT_DIR /releases/$DISTRO /$RELEASE_NAME " mkdir -p "$RELEASE_DIR " pushd "$RELEASE_DIR " >/dev/nullcase "$DISTRO " in kernelctf) RELEASE_URL="$KERNELCTF_BASE_URL /$RELEASE_NAME " if [[ "$DOWNLOAD_TYPE " =~ vmlinuz ]]; then download_file \ "$RELEASE_URL /bzImage" \ "vmlinuz" fi if [[ "$DOWNLOAD_TYPE " =~ dbgsym ]] && [ ! -f "vmlinux" ]; then download_file \ "$RELEASE_URL /vmlinux.gz" echo "Extracting vmlinux.gz..." gzip -df vmlinux.gz fi if [[ "$DOWNLOAD_TYPE " =~ headers ]]; then download_file \ "$RELEASE_URL /COMMIT_INFO" if [ ! -d "linux-source" ]; then echo "Cloning release repository for headers..." REPOSITORY_URL=$( grep -oP \ '(?<=REPOSITORY_URL=).*' \ COMMIT_INFO ) COMMIT_HASH=$( grep -oP \ '(?<=COMMIT_HASH=).*' \ COMMIT_INFO ) mkdir linux-source pushd linux-source >/dev/null git init git remote add \ origin \ "$REPOSITORY_URL " git fetch \ --depth 1 \ origin \ "$COMMIT_HASH " git checkout FETCH_HEAD popd >/dev/null fi download_file \ "$RELEASE_URL /.config" if [ ! -f "linux-source/.config" ]; then cp .config linux-source/ fi if [ ! -e "linux-headers-for-module" ]; then ln -s \ linux-source \ linux-headers-for-module fi fi ;; ubuntu) if ! [[ "$RELEASE_NAME " =~ ^(.*?)[.](.*)$ ]]; then echo "Invalid release name." list_ubuntu_releases exit 1 fi RELEASE_SHORT=${BASH_REMATCH[1]} IMAGE_URL="$UBUNTU_BASE_URL /linux-signed/linux-image-${RELEASE_SHORT} -generic_${RELEASE_NAME} _amd64.deb" HEADERS_URL="$UBUNTU_BASE_URL /linux/linux-headers-${RELEASE_SHORT} _${RELEASE_NAME} _all.deb" GENHEADERS_URL="$UBUNTU_BASE_URL /linux/linux-headers-${RELEASE_SHORT} -generic_${RELEASE_NAME} _amd64.deb" MODULES_URL="$UBUNTU_BASE_URL /linux/linux-modules-${RELEASE_SHORT} -generic_${RELEASE_NAME} _amd64.deb" DBGSYM_URL="http://ddebs.ubuntu.com/pool/main/l/linux/linux-image-unsigned-${RELEASE_SHORT} -generic-dbgsym_${RELEASE_NAME} _amd64.ddeb" if [[ "$DOWNLOAD_TYPE " =~ vmlinuz ]]; then download_ddeb_and_extract \ "$IMAGE_URL " \ linux-image.deb \ linux-image \ "boot/vmlinuz-${RELEASE_SHORT} -generic" \ vmlinuz fi if [[ "$DOWNLOAD_TYPE " =~ headers ]]; then download_ddeb_and_extract \ "$HEADERS_URL " \ linux-headers.deb \ linux-headers \ "" \ "" download_ddeb_and_extract \ "$GENHEADERS_URL " \ linux-headers-generic.deb \ linux-headers-generic \ "" \ "" if [ ! -d "linux-headers-for-module" ]; then mkdir -p linux-headers-for-module shopt -s dotglob cp -ar \ --update=none \ "linux-headers/usr/src/linux-headers-${RELEASE_SHORT} /" * \ linux-headers-for-module/ cp -ar \ --update=none \ "linux-headers-generic/usr/src/linux-headers-${RELEASE_SHORT} -generic/" * \ linux-headers-for-module/ shopt -u dotglob fi fi if [[ "$DOWNLOAD_TYPE " =~ modules ]]; then download_ddeb_and_extract \ "$MODULES_URL " \ linux-modules.deb \ linux-modules \ "" \ "" cp \ "linux-modules/boot/config-${RELEASE_SHORT} -generic" \ .config cp \ "linux-modules/boot/System.map-${RELEASE_SHORT} -generic" \ System.map fi if [[ "$DOWNLOAD_TYPE " =~ dbgsym ]]; then download_ddeb_and_extract \ "$DBGSYM_URL " \ dbgsym.ddeb \ dbgsym \ "usr/lib/debug/boot/vmlinux-${RELEASE_SHORT} -generic" \ vmlinux fi ;; local ) process_local_files \ "$LOCAL_VMLINUX " \ "$LOCAL_BZIMAGE " ;; *) usage ;; esac if [[ "$DOWNLOAD_TYPE " =~ process ]]; then process_vmlinux fi popd >/dev/nullecho echo "Done." echo "Output directory:" echo " $RELEASE_DIR "
执行命令：
1 ./download_release_local.sh local my-kernel ./vmlinux ./bzImage process
然后发现 安卓编译的内核中由于开启了 CONFIG_TRAMPOLINE 配置选项，导致不存在 ret2usr 的 swapgs ; ret gagdet。哈哈，可能得先暂时搁置一会儿了。
更新：原 exp 应该是通过劫持 fops 的指针并 stack pivot 到 pipe_buffer page 实现 ROP 的目的，在 Android 内核上该利用方法已经过时，需要思考新的利用方法。
参考链接
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