論文の概要: Identifying Linux Kernel Instability Due to Poor RCU Synchronization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.00237v1
• Date: Fri, 31 Oct 2025 20:14:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-05 16:37:26.685837
• Title: Identifying Linux Kernel Instability Due to Poor RCU Synchronization
• Title（参考訳）: 貧弱なRCU同期によるLinuxカーネル不安定性の同定
• Authors: Oisin O Sullivan, Colin Flanagan, Eoin O Connell,
• Abstract要約: Read-Copy-Update (RCU)はLinuxカーネルで共有データ構造への同時アクセスを管理するために広く使われている。 本稿では,ハッシュテーブル更新時の明示的なsyncronize_rcu()呼び出しの省略から生じるドライバレベルの同期問題について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Read-Copy-Update (RCU) is widely used in the Linux kernel to manage concurrent access to shared data structures.However, improper synchronization when removing RCU protected hash table entries can lead to stale pointers, inconsistent lookups, and critical use after free (UAF) vulnerabilities. This paper investigates a driver-level synchronization issue arising from the omission of explicit synchronize_rcu() calls during hash table updates, using a discovered weakness in the Intel ICE network drivers Virtual Function (VF) management. Previous kernel vulnerabilities, such as a bug in the Reliable Datagram Sockets (RDS) subsystem, show how improper RCU synchronization can directly cause kernel crashes. Experimental results demonstrate that removing VF entries without proper synchronization leaves transient stale entries, delays memory reclamation, and results in significant memory fragmentation under rapid insert/delete workloads. RCU hash tables are widely deployed in Linux kernel subsystems such as networking, virtualization, and file systems; improper synchronization can cause memory fragmentation, kernel instability, and out-of-memory (OOM) conditions. Mitigations are proposed, recommending explicit insertion of synchronize_rcu() calls to ensure timely and safe memory reclamation. These findings reinforce established best practices for RCU synchronization, highlighting their importance for maintaining kernel stability and memory safety. Keywords: RCU, kernel synchronization, hash tables, ICE driver, memory fragmentation, use-after-free
• Abstract（参考訳）: Read-Copy-Update (RCU)は、共有データ構造への同時アクセスを管理するためにLinuxカーネルで広く使用されているが、RCUが保護するハッシュテーブルのエントリを削除する際に不適切な同期は、古いポインタ、一貫性のないルックアップ、フリー(UAF)脆弱性後のクリティカルな使用につながる可能性がある。 本稿では,Intel ICE ネットワークドライバ VF (Virtual Function) 管理において,ハッシュテーブル更新時の明示的なsyncronize_rcu() コールの欠落に起因するドライバレベルの同期問題について検討する。 Reliable Datagram Sockets(RDS)サブシステムのバグのような以前のカーネル脆弱性は、不適切なRCU同期がカーネルのクラッシュを直接引き起こす可能性があることを示している。 実験の結果、適切な同期のないVFエントリの削除、メモリの再利用の遅延、高速な挿入/削除処理によるメモリ断片化が示されている。 RCUハッシュテーブルは、ネットワーク、仮想化、ファイルシステムなどのLinuxカーネルサブシステムに広くデプロイされている。 タイムリーで安全なメモリ再利用を保証するために、syncronize_rcu()コールを明示的に挿入することを推奨する緩和策が提案されている。 これらの知見は、RCU同期のためのベストプラクティスを確立し、カーネルの安定性とメモリ安全性を維持することの重要性を強調している。 キーワード:RCU、カーネル同期、ハッシュテーブル、ICEドライバ、メモリ断片化、使用後フリー

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