Динамический путь удаления объектов ядра Zephyr unref_check() в kernel/userspace/userspace.c освобождает хранилище объекта (k_free(dyn->data)) как только его счетчик ссылок достигает нуля после запуска очистки для каждого типа объекта. Переключатель очистки обрабатывал только K_OBJ_MSGQ и K_OBJ_STACK; случая K_OBJ_TIMER не было. Динамически выделяемый, инициализируемый и активированный k_timer сохраняет свою встроенную структуру _timeout dnode связанной с глобальной очередью таймаута (_timeout_q), поэтому при освобождении хранилища таймера без отмены таймаута в этой очереди остается висячий узел.
Когда таймер истекает в следующий раз, механизм таймаута проходит _timeout_q и вызывает z_timer_expiration_handler() на освобожденном узле, разыменовывая и записывая освобожденную (и повторно используемую) кучу ядра в контексте ядра/ISR. Это детерминированное использование после освобождения, которое не зависит от SMP: узел в очереди просто никогда не отключается в свободное время. Утилизация доступна из непривилегированного пользовательского потока под CONFIG_USERSPACE + CONFIG_DYNAMIC_OBJECTS: поток, который имеет последнее разрешение на такой таймер, удаляет его через системный вызов k_object_release() (или выходя через k_thread_perms_all_clear()) и может активировать сам таймер через системный вызов k_timer_start().
Обработчик free и обработчик срока действия запускаются с привилегиями ядра, в то время как актер является пользовательским потоком, поэтому ошибка представляет собой примитив повреждения памяти с выходом из песочницы, который можно использовать для повышения привилегий. Исправление добавляет функцию k_timer_cleanup() (отменяет тайм-аут и ждет любого текущего обработчика) и вызывает ее для K_OBJ_TIMER перед освобождением.
Показать оригинальное описание (EN)
Zephyr's dynamic kernel-object disposal path unref_check() in kernel/userspace/userspace.c frees an object's storage (k_free(dyn->data)) once its reference count reaches zero, after running a per-object-type cleanup. The cleanup switch handled only K_OBJ_MSGQ and K_OBJ_STACK; there was no K_OBJ_TIMER case. A dynamically-allocated, initialized, and armed k_timer keeps its embedded struct _timeout dnode linked in the global timeout queue (_timeout_q), so freeing the timer storage without cancelling the timeout leaves a dangling node in that queue. When the timer next expires, the timeout machinery walks _timeout_q and invokes z_timer_expiration_handler() on the freed node, dereferencing and writing freed (and reusable) kernel heap in kernel/ISR context. This is a deterministic use-after-free that does not depend on SMP: the queued node is simply never unlinked at free time. The disposal is reachable from an unprivileged user thread under CONFIG_USERSPACE + CONFIG_DYNAMIC_OBJECTS: a thread that holds the last permission on such a timer drops it via the k_object_release() syscall (or by exiting, through k_thread_perms_all_clear()), and can arm the timer itself via the k_timer_start() syscall. The free and the expiration handler run at kernel privilege while the actor is a user thread, so the bug is a sandbox-escape memory-corruption primitive usable for privilege escalation. The fix adds k_timer_cleanup() (cancel the timeout and wait for any in-flight handler) and calls it for K_OBJ_TIMER before freeing.
Характеристики атаки
Последствия
Строка CVSS v3.1