
Código fuente del kernel de Linux 4.1.15 con un enfoque en CVE-2023-4128, destinado al análisis de vulnerabilidades y estudio educativo de la seguridad del kernel.
Lanzamiento del kernel Linux 4.x http://kernel.org/
Estas son las notas de la versión para Linux versión 4. Léelas atentamente, ya que explican de qué se trata, cómo instalar el kernel y qué hacer si algo sale mal.
¿QUÉ ES LINUX?
Linux es un clon del sistema operativo Unix, escrito desde cero por Linus Torvalds con la ayuda de un grupo disperso de hackers a través de la Red. Su objetivo es cumplir con POSIX y la Especificación Única de Unix.
Tiene todas las características que esperarías en un Unix moderno completamente funcional, incluyendo multitarea real, memoria virtual, bibliotecas compartidas, carga bajo demanda, ejecutables compartidos de copia en escritura, gestión de memoria adecuada y redes multicapa incluyendo IPv4 e IPv6.
Se distribuye bajo la Licencia Pública General de GNU - consulta el archivo COPYING adjunto para más detalles.
¿EN QUÉ HARDWARE SE EJECUTA?
Aunque originalmente desarrollado primero para PC basados en x86 de 32 bits (386 o superior), hoy Linux también se ejecuta en (al menos) las arquitecturas Compaq Alpha AXP, Sun SPARC y UltraSPARC, Motorola 68000, PowerPC, PowerPC64, ARM, Hitachi SuperH, Cell, IBM S/390, MIPS, HP PA-RISC, Intel IA-64, DEC VAX, AMD x86-64, AXIS CRIS, Xtensa, Tilera TILE, AVR32 y Renesas M32R.
Linux es fácilmente portable a la mayoría de arquitecturas de propósito general de 32 o 64 bits siempre que tengan una unidad de gestión de memoria paginada (PMMU) y una versión del compilador GNU C (gcc) (parte de la Colección de Compiladores GNU, GCC). Linux también ha sido portado a varias arquitecturas sin PMMU, aunque la funcionalidad es entonces obviamente algo limitada. Linux también ha sido portado a sí mismo. Ahora puedes ejecutar el kernel como una aplicación de espacio de usuario - esto se llama UserMode Linux (UML).
DOCUMENTACIÓN:
Hay mucha documentación disponible tanto en formato electrónico en Internet como en libros, tanto específica de Linux como relacionada con preguntas generales de UNIX. Recomiendo mirar los subdirectorios de documentación en cualquier sitio FTP de Linux para los libros del LDP (Proyecto de Documentación de Linux). Este README no pretende ser documentación sobre el sistema: hay fuentes mucho mejores disponibles.
Hay varios archivos README en el subdirectorio Documentation/: estos normalmente contienen notas de instalación específicas del kernel para algunos controladores, por ejemplo. Consulta Documentation/00-INDEX para una lista de lo que contiene cada archivo. Por favor, lee el archivo Changes, ya que contiene información sobre los problemas que pueden resultar al actualizar tu kernel.
El subdirectorio Documentation/DocBook/ contiene varias guías para desarrolladores y usuarios del kernel. Estas guías se pueden renderizar en varios formatos: PostScript (.ps), PDF, HTML y páginas man, entre otros. Después de la instalación, "make psdocs", "make pdfdocs", "make htmldocs" o "make mandocs" renderizarán la documentación en el formato solicitado.
INSTALACIÓN de las fuentes del kernel:
Si instalas las fuentes completas, coloca el tarball del kernel en un directorio donde tengas permisos (por ejemplo, tu directorio personal) y descomprímelo:
xz -cd linux-4.X.tar.xz | tar xvf -
Reemplaza "X" con el número de versión del kernel más reciente.
¡NO uses el área /usr/src/linux! Esta área tiene un conjunto (generalmente incompleto) de encabezados del kernel que son utilizados por los archivos de encabezado de las bibliotecas. Deben coincidir con la biblioteca y no deben desordenarse con lo que sea que sea el kernel del día.
También puedes actualizar entre versiones 4.x mediante parches. Los parches se distribuyen en formato xz. Para instalar mediante parches, obtén todos los archivos de parche más nuevos, ingresa al directorio de nivel superior de las fuentes del kernel (linux-4.X) y ejecuta:
xz -cd ../patch-4.x.xz | patch -p1
Reemplaza "x" por todas las versiones mayores que la versión "X" de tu árbol de fuentes actual, en orden, y debería funcionar. Puede que quieras eliminar los archivos de respaldo (some-file-name~ o some-file-name.orig) y asegurarte de que no haya parches fallidos (some-file-name# o some-file-name.rej). Si los hay, tú o yo hemos cometido un error.
A diferencia de los parches para los kernels 4.x, los parches para los kernels 4.x.y (también conocidos como kernels -stable) no son incrementales sino que se aplican directamente al kernel base 4.x. Por ejemplo, si tu kernel base es 4.0 y quieres aplicar el parche 4.0.3, no debes aplicar primero los parches 4.0.1 y 4.0.2. De manera similar, si estás ejecutando la versión del kernel 4.0.2 y quieres saltar a 4.0.3, primero debes revertir el parche 4.0.2 (es decir, patch -R) antes de aplicar el parche 4.0.3. Puedes leer más sobre esto en Documentation/applying-patches.txt
Alternativamente, se puede usar el script patch-kernel para automatizar este proceso. Determina la versión actual del kernel y aplica cualquier parche encontrado.
linux/scripts/patch-kernel linux
El primer argumento en el comando anterior es la ubicación de las fuentes del kernel. Los parches se aplican desde el directorio actual, pero se puede especificar un directorio alternativo como segundo argumento.
Asegúrate de que no haya archivos .o obsoletos ni dependencias alrededor:
cd linux make mrproper
Ahora deberías tener las fuentes correctamente instaladas.
REQUISITOS DE SOFTWARE
Compilar y ejecutar los kernels 4.x requiere versiones actualizadas de varios paquetes de software. Consulta Documentation/Changes para los números de versión mínimos requeridos y cómo obtener actualizaciones para estos paquetes. Ten en cuenta que usar versiones excesivamente antiguas de estos paquetes puede causar errores indirectos que son muy difíciles de rastrear, así que no asumas que simplemente puedes actualizar paquetes cuando surjan problemas evidentes durante la compilación o la operación.
DIRECTORIO DE COMPILACIÓN para el kernel:
Al compilar el kernel, todos los archivos de salida por defecto se almacenarán junto con el código fuente del kernel. Usar la opción "make O=directorio/salida" te permite especificar un lugar alternativo para los archivos de salida (incluyendo .config). Ejemplo:
código fuente del kernel: /usr/src/linux-4.X
directorio de compilación: /home/nombre/compilar/kernel
Para configurar y compilar el kernel, usa:
cd /usr/src/linux-4.X
make O=/home/nombre/compilar/kernel menuconfig
make O=/home/nombre/compilar/kernel
sudo make O=/home/nombre/compilar/kernel modules_install install
Por favor, ten en cuenta: Si se usa la opción 'O=directorio/salida', entonces debe usarse para todas las invocaciones de make.
CONFIGURACIÓN del kernel:
No te saltes este paso incluso si solo estás actualizando una versión menor. Se añaden nuevas opciones de configuración en cada lanzamiento, y surgirán problemas extraños si los archivos de configuración no se configuran como se espera. Si quieres llevar tu configuración existente a una nueva versión con un trabajo mínimo, usa "make oldconfig", que solo te pedirá las respuestas a las preguntas nuevas.
Comandos de configuración alternativos son:
"make config" Interfaz de texto plano.
"make menuconfig" Menús de color basados en texto, listas de radio y diálogos.
"make nconfig" Menús de color basados en texto mejorados.
"make xconfig" Herramienta de configuración basada en X windows (Qt).
"make gconfig" Herramienta de configuración basada en X windows (Gtk).
"make oldconfig" Responde por defecto a todas las preguntas basándose en el contenido de tu archivo ./.config existente y preguntando sobre nuevos símbolos de configuración.
"make silentoldconfig" Como el anterior, pero evita saturar la pantalla con preguntas ya respondidas. Además actualiza las dependencias.
"make olddefconfig" Como el anterior, pero establece nuevos símbolos a sus valores por defecto sin preguntar.
"make defconfig" Crea un archivo ./.config usando los valores de símbolo por defecto de arch/$ARCH/defconfig o arch/$ARCH/configs/${PLATFORM}_defconfig, dependiendo de la arquitectura.
"make ${PLATFORM}_defconfig" Crea un archivo ./.config usando los valores de símbolo por defecto de arch/$ARCH/configs/${PLATFORM}_defconfig. Usa "make help" para obtener una lista de todas las plataformas disponibles de tu arquitectura.
"make allyesconfig" Crea un archivo ./.config estableciendo valores de símbolo a 'y' tanto como sea posible.
"make allmodconfig" Crea un archivo ./.config estableciendo valores de símbolo a 'm' tanto como sea posible.
"make allnoconfig" Crea un archivo ./.config estableciendo valores de símbolo a 'n' tanto como sea posible.
"make randconfig" Crea un archivo ./.config estableciendo valores de símbolo a valores aleatorios.
"make localmodconfig" Crea una configuración basada en la configuración actual y los módulos cargados (lsmod). Desactiva cualquier opción de módulo que no sea necesaria para los módulos cargados.
Para crear un localmodconfig para otra máquina,
guarda el lsmod de esa máquina en un archivo
y pásalo como parámetro LSMOD.
destino$ lsmod > /tmp/mylsmod
destino$ scp /tmp/mylsmod anfitrión:/tmp
anfitrión$ make LSMOD=/tmp/mylsmod localmodconfig
Lo anterior también funciona al compilar de forma cruzada.
"make localyesconfig" Similar a localmodconfig, excepto que convertirá todas las opciones de módulo en opciones integradas (=y).
Puedes encontrar más información sobre el uso de las herramientas de configuración del kernel Linux en Documentation/kbuild/kconfig.txt.
NOTAS sobre "make config":
Tener controladores innecesarios hará que el kernel sea más grande, y puede bajo algunas circunstancias generar problemas: sondear una tarjeta controladora inexistente puede confundir a tus otros controladores
Compilar el kernel con "Tipo de procesador" configurado más alto que 386 resultará en un kernel que NO funciona en un 386. El kernel detectará esto al arrancar y se rendirá.
Un kernel con emulación matemática compilada seguirá usando el coprocesador si está presente: la emulación matemática simplemente nunca se usará en ese caso. El kernel será ligeramente más grande, pero funcionará en diferentes máquinas independientemente de si tienen un coprocesador matemático o no.
Los detalles de configuración de "kernel hacking" generalmente resultan en un kernel más grande o más lento (o ambos), e incluso pueden hacer que el kernel sea menos estable al configurar algunas rutinas para intentar activamente romper código malo con el fin de encontrar problemas del kernel (kmalloc()). Por lo tanto, probablemente deberías responder 'n' a las preguntas sobre características de "desarrollo", "experimental" o "depuración".
COMPILACIÓN del kernel:
Asegúrate de tener al menos gcc 3.2 disponible. Para más información, consulta Documentation/Changes.
Ten en cuenta que aún puedes ejecutar programas de usuario a.out con este kernel.
Ejecuta "make" para crear una imagen de kernel comprimida. También es posible hacer "make install" si tienes lilo instalado para adaptarse a los makefiles del kernel, pero quizás quieras verificar primero tu configuración particular de lilo.
Para realizar la instalación real, debes ser root, pero ninguna de las compilaciones normales debería requerirlo. No tomes el nombre de root en vano.
Si configuraste alguna de las partes del kernel como `módulos', también tendrás que hacer "make modules_install".
Salida detallada de compilación/construcción del kernel:
Normalmente, el sistema de compilación del kernel funciona en un modo bastante silencioso (pero no totalmente silencioso). Sin embargo, a veces tú u otros desarrolladores del kernel necesitan ver los comandos de compilación, enlace u otros exactamente como se ejecutan. Para esto, usa el modo de compilación "verbose". Esto se hace insertando "V=1" en el comando "make". Por ejemplo:
make V=1 all
Para que el sistema de compilación también indique la razón de la recompilación de cada objetivo, usa "V=2". El valor por defecto es "V=0".
Mantén un kernel de respaldo a mano en caso de que algo salga mal. Esto es especialmente cierto para las versiones de desarrollo, ya que cada nueva versión contiene nuevo código que no ha sido depurado. Asegúrate de mantener también una copia de seguridad de los módulos correspondientes a ese kernel. Si estás instalando un nuevo kernel con el mismo número de versión que tu kernel en funcionamiento, haz una copia de seguridad de tu directorio de módulos antes de hacer "make modules_install".
Alternativamente, antes de compilar, usa la opción de configuración del kernel "LOCALVERSION" para añadir un sufijo único a la versión regular del kernel. LOCALVERSION se puede configurar en el menú "Configuración General".
Para arrancar tu nuevo kernel, necesitarás copiar la imagen del kernel (por ejemplo, .../linux/arch/i386/boot/bzImage después de la compilación) al lugar donde se encuentra tu kernel booteable habitual.
Ya no se admite arrancar un kernel directamente desde un disquete sin la ayuda de un gestor de arranque como LILO.
Si arrancas Linux desde el disco duro, es probable que uses LILO, que usa la imagen del kernel especificada en el archivo /etc/lilo.conf. El archivo de imagen del kernel suele ser /vmlinuz, /boot/vmlinuz, /bzImage o /boot/bzImage. Para usar el nuevo kernel, guarda una copia de la imagen antigua y copia la nueva imagen sobre la antigua. Luego, ¡DEBES VOLVER A EJECUTAR LILO para actualizar el mapa de carga! Si no lo haces, no podrás arrancar la nueva imagen del kernel.
Reinstalar LILO suele ser cuestión de ejecutar /sbin/lilo. Puedes editar /etc/lilo.conf para especificar una entrada para tu imagen de kernel antigua (por ejemplo, /vmlinux.old) en caso de que la nueva no funcione. Consulta la documentación de LILO para más información.
Después de reinstalar LILO, todo debería estar listo. Apaga el sistema, reinicia y disfruta.
Si alguna vez necesitas cambiar el dispositivo raíz predeterminado, el modo de video, el tamaño del ramdisk, etc. en la imagen del kernel, usa el programa 'rdev' (o alternativamente las opciones de arranque de LILO cuando corresponda). No es necesario recompilar el kernel para cambiar estos parámetros.
Reinicia con el nuevo kernel y disfruta.
SI ALGO SALE MAL:
Si tienes problemas que parecen deberse a errores del kernel, por favor verifica el archivo MAINTAINERS para ver si hay una persona en particular asociada con la parte del kernel con la que estás teniendo problemas. Si no hay nadie listado allí, entonces la segunda mejor opción es enviarlos por correo a mí ([email protected]), y posiblemente a cualquier otra lista de correo relevante o al grupo de noticias.
En todos los informes de error, por favor dime de qué kernel estás hablando, cómo duplicar el problema y cuál es tu configuración (usa tu sentido común). Si el problema es nuevo, dímelo, y si el problema es antiguo, por favor intenta decirme cuándo lo notaste por primera vez.
Si el error resulta en un mensaje como
unable to handle kernel paging request at address C0000010 Oops: 0002 EIP: 0010:XXXXXXXX eax: xxxxxxxx ebx: xxxxxxxx ecx: xxxxxxxx edx: xxxxxxxx esi: xxxxxxxx edi: xxxxxxxx ebp: xxxxxxxx ds: xxxx es: xxxx fs: xxxx gs: xxxx Pid: xx, process nr: xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx
o información de depuración del kernel similar en tu pantalla o en tu registro del sistema, por favor duplícalo exactamente. El volcado puede parecer incomprensible para ti, pero contiene información que puede ayudar a depurar el problema. El texto encima del volcado también es importante: dice algo sobre por qué el kernel volcó código (en el ejemplo anterior, se debe a un puntero de kernel incorrecto). Más información sobre cómo dar sentido al volcado está en Documentation/oops-tracing.txt
Si compilaste el kernel con CONFIG_KALLSYMS puedes enviar el volcado tal cual, de lo contrario tendrás que usar el programa "ksymoops" para dar sentido al volcado (pero compilar con CONFIG_KALLSYMS suele ser preferible). Esta utilidad se puede descargar de ftp://ftp.<país>.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/ksymoops/ . Alternativamente, puedes hacer la búsqueda del volcado manualmente:
En volcados de depuración como el anterior, ayuda enormemente si puedes buscar lo que significa el valor EIP. El valor hexadecimal como tal no ayuda mucho a mí ni a nadie más: dependerá de tu configuración particular del kernel. Lo que debes hacer es tomar el valor hexadecimal de la línea EIP (ignora el "0010:"), y buscarlo en la lista de nombres del kernel para ver qué función del kernel contiene la dirección ofensiva.
Para encontrar el nombre de la función del kernel, necesitarás encontrar el binario del sistema asociado con el kernel que mostró el síntoma. Este es el archivo 'linux/vmlinux'. Para extraer la lista de nombres y coincidirla con el EIP del bloqueo del kernel, haz:
nm vmlinux | sort | less
Esto te dará una lista de direcciones del kernel ordenadas en orden ascendente, a partir de la cual es simple encontrar la función que contiene la dirección ofensiva. Ten en cuenta que la dirección proporcionada por los mensajes de depuración del kernel no necesariamente coincidirá exactamente con las direcciones de las funciones (de hecho, eso es muy poco probable), por lo que no puedes simplemente hacer 'grep' en la lista: la lista, sin embargo, te dará el punto de inicio de cada función del kernel, así que al buscar la función que tiene una dirección de inicio más baja que la que estás buscando pero seguida de una función con una dirección más alta encontrarás la que deseas. De hecho, puede ser una buena idea incluir un poco de "contexto" en tu informe de problema, dando algunas líneas alrededor de la línea interesante.
Si por alguna razón no puedes hacer lo anterior (tienes una imagen del kernel precompilada o similar), decirme todo lo posible sobre tu configuración ayudará. Por favor, lee el documento REPORTING-BUGS para más detalles.
Alternativamente, puedes usar gdb en un kernel en ejecución. (solo lectura; es decir, no puedes cambiar valores ni establecer puntos de interrupción). Para hacer esto, primero compila el kernel con -g; edita arch/i386/Makefile apropiadamente, luego haz "make clean". También necesitarás habilitar CONFIG_PROC_FS (mediante "make config").
Después de reiniciar con el nuevo kernel, haz "gdb vmlinux /proc/kcore". Ahora puedes usar todos los comandos habituales de gdb. El comando para buscar el punto donde tu sistema se bloqueó es "l *0xXXXXXXXX". (Reemplaza las XXX con el valor EIP).
Actualmente, ejecutar gdb en un kernel no en ejecución falla porque gdb (erróneamente) ignora el desplazamiento inicial para el cual está compilado el kernel.