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         b5CLRifnPB3Ztf6h288ETl2+xCgtbzedJ8e2mP5s9Yihj6nQ9F96fLrmE5IMtYdNMqDo
         ABEPEpYWZPl3cDFBnHs/Ez8+Gl3JgZT7OznkwP51JothADqB841cvVdCtpdPaUxF5vPX
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         VnDzjVmOqwGMazZR2UD+vyNlr7dD2uM6QVeI6UVVkoc24Gg/eAArR2h8tEEPoBkkiaPr
         osESaq2XVgT/zaFoJgCQO/t4oXiKl3Xxt+rVF+b36tGiWmRW0A+jBUn7VX52ouZXXc5M
         69unYIiKHzbMpAk7MOqEHSdwiWn6OwYUXYwY9JRuYwKtlB58Xhi7o1lh4J4Y46CK4G5h
         sg/w==
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        (version=TLS1_3 cipher=TLS_AES_256_GCM_SHA384 bits=256/256);
        Wed, 22 Jun 2022 20:36:38 -0700 (PDT)
From:   xu xin <cgel.zte@gmail.com>
X-Google-Original-From: xu xin <xu.xin16@zte.com.cn>
To:     anton@tuxera.com, linux-ntfs-dev@lists.sourceforge.net,
        linux-kernel@vger.kernel.org, stable@vger.kernel.org
Cc:     xu.xin16@zte.com.cn, linux-fsdevel@vger.kernel.org
Subject: Bug report: ntfs_read_block may crash system
Date:   Thu, 23 Jun 2022 03:36:35 +0000
Message-Id: <20220623033635.973929-1-xu.xin16@zte.com.cn>
X-Mailer: git-send-email 2.25.1
MIME-Version: 1.0
Content-Transfer-Encoding: 8bit
X-Spam-Status: No, score=-2.1 required=5.0 tests=BAYES_00,DKIM_SIGNED,
        DKIM_VALID,DKIM_VALID_AU,DKIM_VALID_EF,FREEMAIL_FROM,
        RCVD_IN_DNSWL_NONE,SPF_HELO_NONE,SPF_PASS,T_SCC_BODY_TEXT_LINE
        autolearn=ham autolearn_force=no version=3.4.6
X-Spam-Checker-Version: SpamAssassin 3.4.6 (2021-04-09) on
        lindbergh.monkeyblade.net
Precedence: bulk
List-ID: <linux-kernel.vger.kernel.org>
X-Mailing-List: linux-kernel@vger.kernel.org

From Zeal Robot <zealci@zte.com.cn>

Hi! Zeal Robot found a potential risky bug about NTFS under the help of syzkaller.
This will cause OS crash when CONFIG_NTFS_FS is set and panic_on_oops is on.

We have a reproducer below and Debug log.

=============================================================================
Debugging log:
=============================================================================
[  101.384038] kernel BUG at fs/ntfs/aops.c:186!
[  101.386267] invalid opcode: 0000 [#1] PREEMPT SMP KASAN
[  101.387099] PKRU: 55555554
[  101.387099] Call Trace:
[  101.387099]  <TASK>
[  101.387099]  ? ntfs_end_buffer_async_read+0xb20/0xb20
[  101.387099]  ? filemap_add_folio+0x115/0x180
[  101.387099]  ? add_to_page_cache_locked+0x90/0x90
[  101.387099]  do_read_cache_folio+0x4d4/0x950
[  101.387099]  ? generic_file_read_iter+0x4f0/0x4f0
[  101.387099]  ? _extract_crng.constprop.0+0xc1/0xf0
[  101.387099]  ? ntfs_attr_find+0x649/0xa90
[  101.387099]  ? __kasan_check_write+0x15/0x20
[  101.387099]  read_cache_page+0x6c/0x150
[  101.387099]  map_mft_record+0x1a5/0x960
[  101.387099]  ntfs_read_locked_inode+0x1a7/0x58b0
[  101.387099]  ? ntfs_mapping_pairs_decompress+0x79e/0x1030
[  101.387099]  ? ntfs_attr_reinit_search_ctx+0x14e/0x430
[  101.387099]  ntfs_read_inode_mount+0xb72/0x2170
[  101.387099]  ntfs_fill_super+0x10f2/0x4420
[  101.387099]  ? snprintf+0xa9/0xd0
[  101.387099]  mount_bdev+0x305/0x3d0
[  101.387099]  ? ntfs_remount+0xc0/0xc0
[  101.387099]  ntfs_mount+0x3b/0x50
[  101.387099]  entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x44/0xae
===============================================================================

The C reproducer of this bug is as follows:
===============================================================================

#define _GNU_SOURCE

#include <endian.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stddef.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mount.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

#include <linux/loop.h>

#ifndef __NR_memfd_create
#define __NR_memfd_create 319
#endif

static unsigned long long procid;

struct fs_image_segment {
  void* data;
  uintptr_t size;
  uintptr_t offset;
};

#define IMAGE_MAX_SEGMENTS 4096
#define IMAGE_MAX_SIZE (129 << 20)

static unsigned long fs_image_segment_check(unsigned long size,
                                            unsigned long nsegs,
                                            struct fs_image_segment* segs)
{
  if (nsegs > IMAGE_MAX_SEGMENTS)
    nsegs = IMAGE_MAX_SEGMENTS;
  for (size_t i = 0; i < nsegs; i++) {
    if (segs[i].size > IMAGE_MAX_SIZE)
      segs[i].size = IMAGE_MAX_SIZE;
    segs[i].offset %= IMAGE_MAX_SIZE;
    if (segs[i].offset > IMAGE_MAX_SIZE - segs[i].size)
      segs[i].offset = IMAGE_MAX_SIZE - segs[i].size;
    if (size < segs[i].offset + segs[i].offset)
      size = segs[i].offset + segs[i].offset;
  }
  if (size > IMAGE_MAX_SIZE)
    size = IMAGE_MAX_SIZE;
  return size;
}
static int setup_loop_device(long unsigned size, long unsigned nsegs,
                             struct fs_image_segment* segs,
                             const char* loopname, int* memfd_p, int* loopfd_p)
{
  int err = 0, loopfd = -1;
  size = fs_image_segment_check(size, nsegs, segs);
  int memfd = syscall(__NR_memfd_create, "syzkaller", 0);
  if (memfd == -1) {
    err = errno;
    goto error;
  }
  if (ftruncate(memfd, size)) {
    err = errno;
    goto error_close_memfd;
  }
  for (size_t i = 0; i < nsegs; i++) {
    if (pwrite(memfd, segs[i].data, segs[i].size, segs[i].offset) < 0) {
    }
  }
  loopfd = open(loopname, O_RDWR);
  if (loopfd == -1) {
    err = errno;
    goto error_close_memfd;
  }
  if (ioctl(loopfd, LOOP_SET_FD, memfd)) {
    if (errno != EBUSY) {
      err = errno;
      goto error_close_loop;
    }
    ioctl(loopfd, LOOP_CLR_FD, 0);
    usleep(1000);
    if (ioctl(loopfd, LOOP_SET_FD, memfd)) {
      err = errno;
      goto error_close_loop;
    }
  }
  *memfd_p = memfd;
  *loopfd_p = loopfd;
  return 0;

error_close_loop:
  close(loopfd);
error_close_memfd:
  close(memfd);
error:
  errno = err;
  return -1;
}

static long syz_mount_image(volatile long fsarg, volatile long dir,
                            volatile unsigned long size,
                            volatile unsigned long nsegs,
                            volatile long segments, volatile long flags,
                            volatile long optsarg)
{
  struct fs_image_segment* segs = (struct fs_image_segment*)segments;
  int res = -1, err = 0, loopfd = -1, memfd = -1, need_loop_device = !!segs;
  char* mount_opts = (char*)optsarg;
  char* target = (char*)dir;
  char* fs = (char*)fsarg;
  char* source = NULL;
  char loopname[64];
  if (need_loop_device) {
    memset(loopname, 0, sizeof(loopname));
    snprintf(loopname, sizeof(loopname), "/dev/loop%llu", procid);
    if (setup_loop_device(size, nsegs, segs, loopname, &memfd, &loopfd) == -1) {
	    printf("setup_loop_device failed\n");
      	 return -1;
    }
    source = loopname;
  }
  mkdir(target, 0777);
  char opts[256];
  memset(opts, 0, sizeof(opts));
  if (strlen(mount_opts) > (sizeof(opts) - 32)) {
  }
  strncpy(opts, mount_opts, sizeof(opts) - 32);
  if (strcmp(fs, "iso9660") == 0) {
    flags |= MS_RDONLY;
  } else if (strncmp(fs, "ext", 3) == 0) {
    if (strstr(opts, "errors=panic") || strstr(opts, "errors=remount-ro") == 0)
      strcat(opts, ",errors=continue");
  } else if (strcmp(fs, "xfs") == 0) {
    strcat(opts, ",nouuid");
  }
  
  printf("Start to mount...\n");
  res = mount(source, target, fs, flags, opts);
  if (res == -1) {
	  printf("mount failed: %s\n", strerror(errno));
    err = errno;
    goto error_clear_loop;
  }
  res = open(target, O_RDONLY | O_DIRECTORY);
  if (res == -1) {
    err = errno;
  }

error_clear_loop:
  if (need_loop_device) {
    ioctl(loopfd, LOOP_CLR_FD, 0);
    close(loopfd);
    close(memfd);
  }
  errno = err;
  return res;
}

int main(void)
{
  syscall(__NR_mmap, 0x1ffff000ul, 0x1000ul, 0ul, 0x32ul, -1, 0ul);
  syscall(__NR_mmap, 0x20000000ul, 0x1000000ul, 7ul, 0x32ul, -1, 0ul);
  syscall(__NR_mmap, 0x21000000ul, 0x1000ul, 0ul, 0x32ul, -1, 0ul);

  memcpy((void*)0x20000000, "ntfs\000", 5);
  memcpy((void*)0x20000100, "./file0\000", 8);
  *(uint64_t*)0x20000200 = 0x20010000;
  memcpy(
      (void*)0x20010000,
      "\xeb\x52\x90\x4e\x54\x46\x53\x20\x20\x20\x20\x00\x02\x08\x00\x00\x00\x00"
      "\x00\x00\x00\xf8\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"
      "\x80\x00\x80\x00\xff\x0f\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x04\x00\x00\x00\x00\x00"
      "\x00\x00\xff\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xf6\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00"
      "\x3d\xaa\xf5\x5a\xf9\x83\x09\x09\x00\x00\x00\x00\x0e\x1f\xbe\x71\x7c\xac"
      "\x22\xc0\x74\x0b\x56\xb4\x0e\xbb\x07\x00\xcd\x10\x5e\xeb\xf0\x32\xe4\xcd"
      "\x16\xcd\x19\xeb\xfe\x54\x68\x69\x73\x20\x69\x73\x20\x6e\x6f\x74\x20\x61"
      "\x20\x62\x6f\x6f\x74\x61\x62\x6c\x65\x20\x64\x69\x73\x6b\x2e\x20\x50\x6c"
      "\x65\x61\x73\x65\x20\x69\x6e\x73\x65\x72\x74\x20\x61\x20\x62\x6f\x6f\x74"
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