<html>
    <head>
      <base href="https://bugs.llvm.org/">
    </head>
    <body><table border="1" cellspacing="0" cellpadding="8">
        <tr>
          <th>Bug ID</th>
          <td><a class="bz_bug_link 
          bz_status_NEW "
   title="NEW - speculative load hardening is insecure"
   href="https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=46202">46202</a>
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Summary</th>
          <td>speculative load hardening is insecure
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Product</th>
          <td>new-bugs
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Version</th>
          <td>10.0
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Hardware</th>
          <td>PC
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>OS</th>
          <td>All
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Status</th>
          <td>NEW
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Severity</th>
          <td>enhancement
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Priority</th>
          <td>P
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Component</th>
          <td>new bugs
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Assignee</th>
          <td>unassignedbugs@nondot.org
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>Reporter</th>
          <td>mp@cs.stanford.edu
          </td>
        </tr>

        <tr>
          <th>CC</th>
          <td>htmldeveloper@gmail.com, llvm-bugs@lists.llvm.org
          </td>
        </tr></table>
      <p>
        <div>
        <pre>Created <span class=""><a href="attachment.cgi?id=23577" name="attach_23577" title="c and asm files">attachment 23577</a> <a href="attachment.cgi?id=23577&action=edit" title="c and asm files">[details]</a></span>
c and asm files

The way SLH is applied in order to mask values that are loaded from memory is
insecure.

Take the code in the c attachment.
a high-level summary of that code is :

void get (int y) x = A[y];
if (y < size)
temp = B[x];

Compiling it with Clang 10 with -x86-speculative-load-hardening flag enabled
emits the code in the asm attachment, whose simplification is :

mov rax, rsp // load predicate bit from stack pointer
sar rax, 63 // initialize mask (0xF...F if left−most bit of rax is 1) movzx
edx, [A + rdi] // load A[y]
or edx, eax // mask A[y]
mov x, edx // assignment to x
mov esi, size // load size
cmp rsi, rdi // compare size and y
jbe ELSE // jump if out−of−bound
THEN:
cmovbe rax, −1 // set mask to −1 if out−of−bound mov cl, [B + rdx] // load B[x]
or cl, al // mask B[x]
mov temp, cl // assignment to temp
jmp END
ELSE:
cmova rax, −1 // set mask to −1 if in−bound
END:
shl rax, 47
or rsp, rax // store predicate bit on stack pointer ret

the masking of A[y] is ineffective, so when its content is accessed during
speculation, it is not masked.
This leads to speculative leaks, i.e., the SLH countermeasure is ineffective.

A longer detail of this bug can be found here, see Section V (please access it
after Friday June 5th, new version is being uploaded)
<a href="https://arxiv.org/pdf/1910.08607.pdf">https://arxiv.org/pdf/1910.08607.pdf</a>

In short, SLH currently masks the output of memory instructions.
The fix is to mask the input of memory operations and not the output.
Concretely, a good fix is discussed in a longer technical work of Blade: 
<a href="https://arxiv.org/pdf/2005.00294.pdf">https://arxiv.org/pdf/2005.00294.pdf</a></pre>
        </div>
      </p>


      <hr>
      <span>You are receiving this mail because:</span>

      <ul>
          <li>You are on the CC list for the bug.</li>
      </ul>
    </body>
</html>