]> Git Repo - J-linux.git/blob - kernel/bpf/verifier.c
Merge tag 'vfs-6.13-rc7.fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/vfs/vfs
[J-linux.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/cpumask.h>
29 #include <linux/bpf_mem_alloc.h>
30 #include <net/xdp.h>
31 #include <linux/trace_events.h>
32 #include <linux/kallsyms.h>
33
34 #include "disasm.h"
35
36 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
37 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
38         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
39 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
40 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
41 #include <linux/bpf_types.h>
42 #undef BPF_PROG_TYPE
43 #undef BPF_MAP_TYPE
44 #undef BPF_LINK_TYPE
45 };
46
47 struct bpf_mem_alloc bpf_global_percpu_ma;
48 static bool bpf_global_percpu_ma_set;
49
50 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
51  * instruction by instruction and updates register/stack state.
52  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
53  *
54  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
55  * It rejects the following programs:
56  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
57  * - if loop is present (detected via back-edge)
58  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
59  * - out of bounds or malformed jumps
60  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
61  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
62  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
63  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
64  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
65  *
66  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
67  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
68  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
69  * copied to R1.
70  *
71  * All registers are 64-bit.
72  * R0 - return register
73  * R1-R5 argument passing registers
74  * R6-R9 callee saved registers
75  * R10 - frame pointer read-only
76  *
77  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
78  * and has type PTR_TO_CTX.
79  *
80  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
81  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
82  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
83  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
84  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
85  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
86  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
87  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
88  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
89  *
90  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
91  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
92  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
93  *
94  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
95  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
96  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
97  *
98  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
99  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
100  *
101  * registers used to pass values to function calls are checked against
102  * function argument constraints.
103  *
104  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
105  * It means that the register type passed to this function must be
106  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
107  * 'pointer to map element key'
108  *
109  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
110  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
111  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
112  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
113  *
114  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
115  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
116  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
117  * the helper function as a pointer to map element key.
118  *
119  * On the kernel side the helper function looks like:
120  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
121  * {
122  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
123  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
124  *    void *value;
125  *
126  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
127  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
128  *    the stack of eBPF program.
129  * }
130  *
131  * Corresponding eBPF program may look like:
132  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
133  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
134  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
135  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
136  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
137  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
138  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
139  *
140  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
141  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
142  * and were initialized prior to this call.
143  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
144  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
145  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
146  * returns either pointer to map value or NULL.
147  *
148  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
149  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
150  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
151  * branch. See check_cond_jmp_op().
152  *
153  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
154  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
155  *
156  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
157  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
158  * the BPF program:
159  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
160  *
161  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
162  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
163  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
164  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
165  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
166  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
167  *
168  * For each helper function that allocates a reference, such as
169  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
170  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
171  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
172  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
173  */
174
175 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
176 struct bpf_verifier_stack_elem {
177         /* verifier state is 'st'
178          * before processing instruction 'insn_idx'
179          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
180          */
181         struct bpf_verifier_state st;
182         int insn_idx;
183         int prev_insn_idx;
184         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
185         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
186         u32 log_pos;
187 };
188
189 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
190 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
191
192 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
193 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
194
195 #define BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE  512
196
197 #define BPF_PRIV_STACK_MIN_SIZE         64
198
199 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
200 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
201 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
202 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
203 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
204                               struct bpf_reg_state *reg);
205 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
206                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
207 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
208
209 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
210 {
211         return aux->map_ptr_state.poison;
212 }
213
214 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
215 {
216         return aux->map_ptr_state.unpriv;
217 }
218
219 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
220                               struct bpf_map *map,
221                               bool unpriv, bool poison)
222 {
223         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
224         aux->map_ptr_state.unpriv = unpriv;
225         aux->map_ptr_state.poison = poison;
226         aux->map_ptr_state.map_ptr = map;
227 }
228
229 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
230 {
231         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
232 }
233
234 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
235 {
236         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
237 }
238
239 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
240 {
241         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
242 }
243
244 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
245 {
246         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
247
248         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
249                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
250 }
251
252 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
253 {
254         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
255                insn->src_reg == 0;
256 }
257
258 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
259 {
260         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
261                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
262 }
263
264 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
265 {
266         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
267                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
268 }
269
270 struct bpf_call_arg_meta {
271         struct bpf_map *map_ptr;
272         bool raw_mode;
273         bool pkt_access;
274         u8 release_regno;
275         int regno;
276         int access_size;
277         int mem_size;
278         u64 msize_max_value;
279         int ref_obj_id;
280         int dynptr_id;
281         int map_uid;
282         int func_id;
283         struct btf *btf;
284         u32 btf_id;
285         struct btf *ret_btf;
286         u32 ret_btf_id;
287         u32 subprogno;
288         struct btf_field *kptr_field;
289 };
290
291 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
292         /* In parameters */
293         struct btf *btf;
294         u32 func_id;
295         u32 kfunc_flags;
296         const struct btf_type *func_proto;
297         const char *func_name;
298         /* Out parameters */
299         u32 ref_obj_id;
300         u8 release_regno;
301         bool r0_rdonly;
302         u32 ret_btf_id;
303         u64 r0_size;
304         u32 subprogno;
305         struct {
306                 u64 value;
307                 bool found;
308         } arg_constant;
309
310         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
311          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
312          * verification logic
313          *   bpf_obj_drop/bpf_percpu_obj_drop
314          *     Record the local kptr type to be drop'd
315          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
316          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
317          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
318          *     fallible
319          */
320         struct btf *arg_btf;
321         u32 arg_btf_id;
322         bool arg_owning_ref;
323
324         struct {
325                 struct btf_field *field;
326         } arg_list_head;
327         struct {
328                 struct btf_field *field;
329         } arg_rbtree_root;
330         struct {
331                 enum bpf_dynptr_type type;
332                 u32 id;
333                 u32 ref_obj_id;
334         } initialized_dynptr;
335         struct {
336                 u8 spi;
337                 u8 frameno;
338         } iter;
339         struct {
340                 struct bpf_map *ptr;
341                 int uid;
342         } map;
343         u64 mem_size;
344 };
345
346 struct btf *btf_vmlinux;
347
348 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
349 {
350         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
351 }
352
353 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
354 static DEFINE_MUTEX(bpf_percpu_ma_lock);
355
356 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
357 {
358         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
359         va_list args;
360
361         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
362                 return;
363
364         va_start(args, fmt);
365         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
366         va_end(args);
367 }
368
369 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
370                                    struct bpf_reg_state *reg,
371                                    struct bpf_retval_range range, const char *ctx,
372                                    const char *reg_name)
373 {
374         bool unknown = true;
375
376         verbose(env, "%s the register %s has", ctx, reg_name);
377         if (reg->smin_value > S64_MIN) {
378                 verbose(env, " smin=%lld", reg->smin_value);
379                 unknown = false;
380         }
381         if (reg->smax_value < S64_MAX) {
382                 verbose(env, " smax=%lld", reg->smax_value);
383                 unknown = false;
384         }
385         if (unknown)
386                 verbose(env, " unknown scalar value");
387         verbose(env, " should have been in [%d, %d]\n", range.minval, range.maxval);
388 }
389
390 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
391 {
392         enum bpf_reg_type type;
393
394         type = reg->type;
395         if (type_may_be_null(type))
396                 return false;
397
398         type = base_type(type);
399         return type == PTR_TO_SOCKET ||
400                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
401                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
402                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
403                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
404                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
405                 type == PTR_TO_MEM;
406 }
407
408 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
409 {
410         struct btf_record *rec = NULL;
411         struct btf_struct_meta *meta;
412
413         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
414                 rec = reg->map_ptr->record;
415         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
416                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
417                 if (meta)
418                         rec = meta->record;
419         }
420         return rec;
421 }
422
423 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
424 {
425         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
426
427         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
428 }
429
430 static const char *subprog_name(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
431 {
432         struct bpf_func_info *info;
433
434         if (!env->prog->aux->func_info)
435                 return "";
436
437         info = &env->prog->aux->func_info[subprog];
438         return btf_type_name(env->prog->aux->btf, info->type_id);
439 }
440
441 static void mark_subprog_exc_cb(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
442 {
443         struct bpf_subprog_info *info = subprog_info(env, subprog);
444
445         info->is_cb = true;
446         info->is_async_cb = true;
447         info->is_exception_cb = true;
448 }
449
450 static bool subprog_is_exc_cb(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
451 {
452         return subprog_info(env, subprog)->is_exception_cb;
453 }
454
455 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
456 {
457         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
458 }
459
460 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
461 {
462         return type & MEM_RDONLY;
463 }
464
465 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
466                                 const struct bpf_map *map)
467 {
468         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
469
470         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
471             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
472             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
473             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
474             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
475                 return true;
476
477         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
478             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
479              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
480                 return true;
481
482         return false;
483 }
484
485 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
486 {
487         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
488                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
489                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
490                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
491                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
492                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
493                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
494                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
495 }
496
497 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
498 {
499         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
500 }
501
502 static bool is_sync_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
503 static bool is_async_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
504 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
505 static bool is_bpf_throw_kfunc(struct bpf_insn *insn);
506
507 static bool is_bpf_wq_set_callback_impl_kfunc(u32 btf_id);
508
509 static bool is_sync_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
510 {
511         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
512                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
513                func_id == BPF_FUNC_loop ||
514                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
515 }
516
517 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
518 {
519         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
520 }
521
522 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
523 {
524         return is_sync_callback_calling_function(func_id) ||
525                is_async_callback_calling_function(func_id);
526 }
527
528 static bool is_sync_callback_calling_insn(struct bpf_insn *insn)
529 {
530         return (bpf_helper_call(insn) && is_sync_callback_calling_function(insn->imm)) ||
531                (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_sync_callback_calling_kfunc(insn->imm));
532 }
533
534 static bool is_async_callback_calling_insn(struct bpf_insn *insn)
535 {
536         return (bpf_helper_call(insn) && is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
537                (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_async_callback_calling_kfunc(insn->imm));
538 }
539
540 static bool is_may_goto_insn(struct bpf_insn *insn)
541 {
542         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_JCOND) && insn->src_reg == BPF_MAY_GOTO;
543 }
544
545 static bool is_may_goto_insn_at(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
546 {
547         return is_may_goto_insn(&env->prog->insnsi[insn_idx]);
548 }
549
550 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
551 {
552         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
553                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
554                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
555                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
556 }
557
558 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
559                                         const struct bpf_map *map)
560 {
561         int ref_obj_uses = 0;
562
563         if (is_ptr_cast_function(func_id))
564                 ref_obj_uses++;
565         if (is_acquire_function(func_id, map))
566                 ref_obj_uses++;
567         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
568                 ref_obj_uses++;
569
570         return ref_obj_uses > 1;
571 }
572
573 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
574 {
575         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
576                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
577                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
578 }
579
580 static int __get_spi(s32 off)
581 {
582         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
583 }
584
585 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
586                                    const struct bpf_reg_state *reg)
587 {
588         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
589
590         return cur->frame[reg->frameno];
591 }
592
593 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
594 {
595        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
596
597        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
598         * within [0, allocated_stack).
599         *
600         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
601         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
602         * spi and the second slot will be at spi - 1.
603         */
604        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
605 }
606
607 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
608                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
609 {
610         int off, spi;
611
612         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
613                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
614                 return -EINVAL;
615         }
616
617         off = reg->off + reg->var_off.value;
618         if (off % BPF_REG_SIZE) {
619                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
620                 return -EINVAL;
621         }
622
623         spi = __get_spi(off);
624         if (spi + 1 < nr_slots) {
625                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
626                 return -EINVAL;
627         }
628
629         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
630                 return -ERANGE;
631         return spi;
632 }
633
634 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
635 {
636         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
637 }
638
639 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
640 {
641         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
642 }
643
644 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
645 {
646         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
647         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
648                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
649         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
650                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
651         case DYNPTR_TYPE_SKB:
652                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
653         case DYNPTR_TYPE_XDP:
654                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
655         default:
656                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
657         }
658 }
659
660 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
661 {
662         switch (type) {
663         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
664                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
665         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
666                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
667         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
668                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
669         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
670                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
671         default:
672                 return 0;
673         }
674 }
675
676 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
677 {
678         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
679 }
680
681 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
682                               enum bpf_dynptr_type type,
683                               bool first_slot, int dynptr_id);
684
685 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
686                                 struct bpf_reg_state *reg);
687
688 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
689                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
690                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
691                                    enum bpf_dynptr_type type)
692 {
693         int id = ++env->id_gen;
694
695         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
696         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
697 }
698
699 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
700                                struct bpf_reg_state *reg,
701                                enum bpf_dynptr_type type)
702 {
703         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
704 }
705
706 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
707                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
708
709 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
710                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
711 {
712         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
713         enum bpf_dynptr_type type;
714         int spi, i, err;
715
716         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
717         if (spi < 0)
718                 return spi;
719
720         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
721          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
722          * to ensure that for the following example:
723          *      [d1][d1][d2][d2]
724          * spi    3   2   1   0
725          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
726          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
727          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
728          */
729         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
730         if (err)
731                 return err;
732         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
733         if (err)
734                 return err;
735
736         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
737                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
738                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
739         }
740
741         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
742         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
743                 return -EINVAL;
744
745         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
746                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
747
748         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
749                 /* The id is used to track proper releasing */
750                 int id;
751
752                 if (clone_ref_obj_id)
753                         id = clone_ref_obj_id;
754                 else
755                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
756
757                 if (id < 0)
758                         return id;
759
760                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
761                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
762         }
763
764         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
765         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
766
767         return 0;
768 }
769
770 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
771 {
772         int i;
773
774         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
775                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
776                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
777         }
778
779         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
780         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
781
782         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
783          *
784          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
785          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
786          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
787          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
788          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
789          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
790          * marking walks.
791          *
792          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
793          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
794          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
795          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
796          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
797          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
798          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
799          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
800          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
801          * mark registers in verifier state.
802          */
803         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
804         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
805 }
806
807 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
808 {
809         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
810         int spi, ref_obj_id, i;
811
812         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
813         if (spi < 0)
814                 return spi;
815
816         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
817                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
818                 return 0;
819         }
820
821         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
822
823         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
824          * two things:
825          *
826          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
827          * 2) Any slices derived from this dynptr.
828          */
829
830         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
831         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
832
833         /* Invalidate any dynptr clones */
834         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
835                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
836                         continue;
837
838                 /* it should always be the case that if the ref obj id
839                  * matches then the stack slot also belongs to a
840                  * dynptr
841                  */
842                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
843                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
844                         return -EFAULT;
845                 }
846                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
847                         invalidate_dynptr(env, state, i);
848         }
849
850         return 0;
851 }
852
853 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
854                                struct bpf_reg_state *reg);
855
856 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
857 {
858         if (!env->allow_ptr_leaks)
859                 __mark_reg_not_init(env, reg);
860         else
861                 __mark_reg_unknown(env, reg);
862 }
863
864 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
865                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
866 {
867         struct bpf_func_state *fstate;
868         struct bpf_reg_state *dreg;
869         int i, dynptr_id;
870
871         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
872          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
873          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
874          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
875          */
876         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
877                 return 0;
878
879         /* Reposition spi to first slot */
880         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
881                 spi = spi + 1;
882
883         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
884                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
885                 return -EINVAL;
886         }
887
888         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
889         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
890
891         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
892         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
893                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
894                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
895         }
896
897         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
898         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
899         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
900                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
901                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
902                         continue;
903                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
904                         mark_reg_invalid(env, dreg);
905         }));
906
907         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
908          * not using some helper to release it. Just reset register.
909          */
910         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
911         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
912
913         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
914         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
915         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
916
917         return 0;
918 }
919
920 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
921 {
922         int spi;
923
924         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
925                 return false;
926
927         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
928
929         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
930          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
931          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
932          */
933         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
934                 return false;
935
936         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
937          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
938          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
939          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
940          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
941          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
942          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
943          * reference" error.
944          */
945         return true;
946 }
947
948 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
949 {
950         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
951         int i, spi;
952
953         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
954          *
955          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
956          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
957          * offset and alignment.
958          */
959         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
960                 return true;
961
962         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
963         if (spi < 0)
964                 return false;
965         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
966                 return false;
967
968         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
969                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
970                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
971                         return false;
972         }
973
974         return true;
975 }
976
977 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
978                                     enum bpf_arg_type arg_type)
979 {
980         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
981         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
982         int spi;
983
984         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
985         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
986                 return true;
987
988         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
989         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
990                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
991         } else {
992                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
993                 if (spi < 0)
994                         return false;
995                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
996         }
997 }
998
999 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1000
1001 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env);
1002
1003 static bool is_kfunc_rcu_protected(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta);
1004
1005 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1006                                  struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
1007                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1008                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1009 {
1010         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1011         int spi, i, j, id;
1012
1013         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1014         if (spi < 0)
1015                 return spi;
1016
1017         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1018         if (id < 0)
1019                 return id;
1020
1021         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1022                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1023                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1024
1025                 __mark_reg_known_zero(st);
1026                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1027                 if (is_kfunc_rcu_protected(meta)) {
1028                         if (in_rcu_cs(env))
1029                                 st->type |= MEM_RCU;
1030                         else
1031                                 st->type |= PTR_UNTRUSTED;
1032                 }
1033                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1034                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1035                 st->iter.btf = btf;
1036                 st->iter.btf_id = btf_id;
1037                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1038                 st->iter.depth = 0;
1039
1040                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1041                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1042
1043                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1044         }
1045
1046         return 0;
1047 }
1048
1049 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1050                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1051 {
1052         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1053         int spi, i, j;
1054
1055         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1056         if (spi < 0)
1057                 return spi;
1058
1059         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1060                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1061                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1062
1063                 if (i == 0)
1064                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1065
1066                 __mark_reg_not_init(env, st);
1067
1068                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1069                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1070
1071                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1072                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1073
1074                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1075         }
1076
1077         return 0;
1078 }
1079
1080 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1081                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1082 {
1083         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1084         int spi, i, j;
1085
1086         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1087          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1088          * return true for that case.
1089          */
1090         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1091         if (spi == -ERANGE)
1092                 return true;
1093         if (spi < 0)
1094                 return false;
1095
1096         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1097                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1098
1099                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1100                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1101                                 return false;
1102         }
1103
1104         return true;
1105 }
1106
1107 static int is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1108                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1109 {
1110         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1111         int spi, i, j;
1112
1113         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1114         if (spi < 0)
1115                 return -EINVAL;
1116
1117         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1118                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1119                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1120
1121                 if (st->type & PTR_UNTRUSTED)
1122                         return -EPROTO;
1123                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1124                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1125                         return -EINVAL;
1126                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1127                         return -EINVAL;
1128                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1129                         return -EINVAL;
1130
1131                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1132                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1133                                 return -EINVAL;
1134         }
1135
1136         return 0;
1137 }
1138
1139 /* Check if given stack slot is "special":
1140  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1141  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1142  *   - iter state (STACK_ITER).
1143  */
1144 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1145 {
1146         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1147
1148         switch (type) {
1149         case STACK_SPILL:
1150         case STACK_DYNPTR:
1151         case STACK_ITER:
1152                 return true;
1153         case STACK_INVALID:
1154         case STACK_MISC:
1155         case STACK_ZERO:
1156                 return false;
1157         default:
1158                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1159                 return true;
1160         }
1161 }
1162
1163 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1164  * it was spilled to the stack.
1165  */
1166 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1167 {
1168         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1169 }
1170
1171 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1172 {
1173         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1174                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1175 }
1176
1177 static bool is_spilled_scalar_reg64(const struct bpf_stack_state *stack)
1178 {
1179         return stack->slot_type[0] == STACK_SPILL &&
1180                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1181 }
1182
1183 /* Mark stack slot as STACK_MISC, unless it is already STACK_INVALID, in which
1184  * case they are equivalent, or it's STACK_ZERO, in which case we preserve
1185  * more precise STACK_ZERO.
1186  * Regardless of allow_ptr_leaks setting (i.e., privileged or unprivileged
1187  * mode), we won't promote STACK_INVALID to STACK_MISC. In privileged case it is
1188  * unnecessary as both are considered equivalent when loading data and pruning,
1189  * in case of unprivileged mode it will be incorrect to allow reads of invalid
1190  * slots.
1191  */
1192 static void mark_stack_slot_misc(struct bpf_verifier_env *env, u8 *stype)
1193 {
1194         if (*stype == STACK_ZERO)
1195                 return;
1196         if (*stype == STACK_INVALID)
1197                 return;
1198         *stype = STACK_MISC;
1199 }
1200
1201 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1202 {
1203         if (*stype != STACK_INVALID)
1204                 *stype = STACK_MISC;
1205 }
1206
1207 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1208  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1209  * the contents of dst.
1210  *
1211  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1212  * not be allocated.
1213  */
1214 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1215 {
1216         size_t alloc_bytes;
1217         void *orig = dst;
1218         size_t bytes;
1219
1220         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1221                 goto out;
1222
1223         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1224                 return NULL;
1225
1226         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1227         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1228         if (!dst) {
1229                 kfree(orig);
1230                 return NULL;
1231         }
1232
1233         memcpy(dst, src, bytes);
1234 out:
1235         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1236 }
1237
1238 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1239  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1240  *
1241  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1242  */
1243 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1244 {
1245         size_t alloc_size;
1246         void *new_arr;
1247
1248         if (!new_n || old_n == new_n)
1249                 goto out;
1250
1251         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1252         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1253         if (!new_arr) {
1254                 kfree(arr);
1255                 return NULL;
1256         }
1257         arr = new_arr;
1258
1259         if (new_n > old_n)
1260                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1261
1262 out:
1263         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1264 }
1265
1266 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1267 {
1268         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1269                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1270         if (!dst->refs)
1271                 return -ENOMEM;
1272
1273         dst->active_locks = src->active_locks;
1274         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1275         return 0;
1276 }
1277
1278 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1279 {
1280         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1281
1282         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1283                                 GFP_KERNEL);
1284         if (!dst->stack)
1285                 return -ENOMEM;
1286
1287         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1288         return 0;
1289 }
1290
1291 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1292 {
1293         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1294                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1295         if (!state->refs)
1296                 return -ENOMEM;
1297
1298         state->acquired_refs = n;
1299         return 0;
1300 }
1301
1302 /* Possibly update state->allocated_stack to be at least size bytes. Also
1303  * possibly update the function's high-water mark in its bpf_subprog_info.
1304  */
1305 static int grow_stack_state(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int size)
1306 {
1307         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n;
1308
1309         /* The stack size is always a multiple of BPF_REG_SIZE. */
1310         size = round_up(size, BPF_REG_SIZE);
1311         n = size / BPF_REG_SIZE;
1312
1313         if (old_n >= n)
1314                 return 0;
1315
1316         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1317         if (!state->stack)
1318                 return -ENOMEM;
1319
1320         state->allocated_stack = size;
1321
1322         /* update known max for given subprogram */
1323         if (env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth < size)
1324                 env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth = size;
1325
1326         return 0;
1327 }
1328
1329 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1330  * this new pointer reference.
1331  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1332  * On failure, returns a negative errno.
1333  */
1334 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1335 {
1336         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1337         int new_ofs = state->acquired_refs;
1338         int id, err;
1339
1340         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1341         if (err)
1342                 return err;
1343         id = ++env->id_gen;
1344         state->refs[new_ofs].type = REF_TYPE_PTR;
1345         state->refs[new_ofs].id = id;
1346         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1347
1348         return id;
1349 }
1350
1351 static int acquire_lock_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, enum ref_state_type type,
1352                               int id, void *ptr)
1353 {
1354         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1355         int new_ofs = state->acquired_refs;
1356         int err;
1357
1358         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1359         if (err)
1360                 return err;
1361         state->refs[new_ofs].type = type;
1362         state->refs[new_ofs].id = id;
1363         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1364         state->refs[new_ofs].ptr = ptr;
1365
1366         state->active_locks++;
1367         return 0;
1368 }
1369
1370 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1371 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1372 {
1373         int i, last_idx;
1374
1375         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1376         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1377                 if (state->refs[i].type != REF_TYPE_PTR)
1378                         continue;
1379                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1380                         if (last_idx && i != last_idx)
1381                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1382                                        sizeof(*state->refs));
1383                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1384                         state->acquired_refs--;
1385                         return 0;
1386                 }
1387         }
1388         return -EINVAL;
1389 }
1390
1391 static int release_lock_state(struct bpf_func_state *state, int type, int id, void *ptr)
1392 {
1393         int i, last_idx;
1394
1395         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1396         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1397                 if (state->refs[i].type != type)
1398                         continue;
1399                 if (state->refs[i].id == id && state->refs[i].ptr == ptr) {
1400                         if (last_idx && i != last_idx)
1401                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1402                                        sizeof(*state->refs));
1403                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1404                         state->acquired_refs--;
1405                         state->active_locks--;
1406                         return 0;
1407                 }
1408         }
1409         return -EINVAL;
1410 }
1411
1412 static struct bpf_reference_state *find_lock_state(struct bpf_verifier_env *env, enum ref_state_type type,
1413                                                    int id, void *ptr)
1414 {
1415         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1416         int i;
1417
1418         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1419                 struct bpf_reference_state *s = &state->refs[i];
1420
1421                 if (s->type == REF_TYPE_PTR || s->type != type)
1422                         continue;
1423
1424                 if (s->id == id && s->ptr == ptr)
1425                         return s;
1426         }
1427         return NULL;
1428 }
1429
1430 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1431 {
1432         if (!state)
1433                 return;
1434         kfree(state->refs);
1435         kfree(state->stack);
1436         kfree(state);
1437 }
1438
1439 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1440                                 bool free_self)
1441 {
1442         int i;
1443
1444         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1445                 free_func_state(state->frame[i]);
1446                 state->frame[i] = NULL;
1447         }
1448         if (free_self)
1449                 kfree(state);
1450 }
1451
1452 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1453  * when necessary to accommodate larger src stack
1454  */
1455 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1456                            const struct bpf_func_state *src)
1457 {
1458         int err;
1459
1460         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1461         err = copy_reference_state(dst, src);
1462         if (err)
1463                 return err;
1464         return copy_stack_state(dst, src);
1465 }
1466
1467 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1468                                const struct bpf_verifier_state *src)
1469 {
1470         struct bpf_func_state *dst;
1471         int i, err;
1472
1473         /* if dst has more stack frames then src frame, free them, this is also
1474          * necessary in case of exceptional exits using bpf_throw.
1475          */
1476         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1477                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1478                 dst_state->frame[i] = NULL;
1479         }
1480         dst_state->speculative = src->speculative;
1481         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1482         dst_state->active_preempt_lock = src->active_preempt_lock;
1483         dst_state->in_sleepable = src->in_sleepable;
1484         dst_state->curframe = src->curframe;
1485         dst_state->branches = src->branches;
1486         dst_state->parent = src->parent;
1487         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1488         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1489         dst_state->insn_hist_start = src->insn_hist_start;
1490         dst_state->insn_hist_end = src->insn_hist_end;
1491         dst_state->dfs_depth = src->dfs_depth;
1492         dst_state->callback_unroll_depth = src->callback_unroll_depth;
1493         dst_state->used_as_loop_entry = src->used_as_loop_entry;
1494         dst_state->may_goto_depth = src->may_goto_depth;
1495         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1496                 dst = dst_state->frame[i];
1497                 if (!dst) {
1498                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1499                         if (!dst)
1500                                 return -ENOMEM;
1501                         dst_state->frame[i] = dst;
1502                 }
1503                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1504                 if (err)
1505                         return err;
1506         }
1507         return 0;
1508 }
1509
1510 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
1511 {
1512         return env->prog->len;
1513 }
1514
1515 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
1516 {
1517         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1518         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
1519
1520         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
1521 }
1522
1523 static bool same_callsites(struct bpf_verifier_state *a, struct bpf_verifier_state *b)
1524 {
1525         int fr;
1526
1527         if (a->curframe != b->curframe)
1528                 return false;
1529
1530         for (fr = a->curframe; fr >= 0; fr--)
1531                 if (a->frame[fr]->callsite != b->frame[fr]->callsite)
1532                         return false;
1533
1534         return true;
1535 }
1536
1537 /* Open coded iterators allow back-edges in the state graph in order to
1538  * check unbounded loops that iterators.
1539  *
1540  * In is_state_visited() it is necessary to know if explored states are
1541  * part of some loops in order to decide whether non-exact states
1542  * comparison could be used:
1543  * - non-exact states comparison establishes sub-state relation and uses
1544  *   read and precision marks to do so, these marks are propagated from
1545  *   children states and thus are not guaranteed to be final in a loop;
1546  * - exact states comparison just checks if current and explored states
1547  *   are identical (and thus form a back-edge).
1548  *
1549  * Paper "A New Algorithm for Identifying Loops in Decompilation"
1550  * by Tao Wei, Jian Mao, Wei Zou and Yu Chen [1] presents a convenient
1551  * algorithm for loop structure detection and gives an overview of
1552  * relevant terminology. It also has helpful illustrations.
1553  *
1554  * [1] https://api.semanticscholar.org/CorpusID:15784067
1555  *
1556  * We use a similar algorithm but because loop nested structure is
1557  * irrelevant for verifier ours is significantly simpler and resembles
1558  * strongly connected components algorithm from Sedgewick's textbook.
1559  *
1560  * Define topmost loop entry as a first node of the loop traversed in a
1561  * depth first search starting from initial state. The goal of the loop
1562  * tracking algorithm is to associate topmost loop entries with states
1563  * derived from these entries.
1564  *
1565  * For each step in the DFS states traversal algorithm needs to identify
1566  * the following situations:
1567  *
1568  *          initial                     initial                   initial
1569  *            |                           |                         |
1570  *            V                           V                         V
1571  *           ...                         ...           .---------> hdr
1572  *            |                           |            |            |
1573  *            V                           V            |            V
1574  *           cur                     .-> succ          |    .------...
1575  *            |                      |    |            |    |       |
1576  *            V                      |    V            |    V       V
1577  *           succ                    '-- cur           |   ...     ...
1578  *                                                     |    |       |
1579  *                                                     |    V       V
1580  *                                                     |   succ <- cur
1581  *                                                     |    |
1582  *                                                     |    V
1583  *                                                     |   ...
1584  *                                                     |    |
1585  *                                                     '----'
1586  *
1587  *  (A) successor state of cur   (B) successor state of cur or it's entry
1588  *      not yet traversed            are in current DFS path, thus cur and succ
1589  *                                   are members of the same outermost loop
1590  *
1591  *                      initial                  initial
1592  *                        |                        |
1593  *                        V                        V
1594  *                       ...                      ...
1595  *                        |                        |
1596  *                        V                        V
1597  *                .------...               .------...
1598  *                |       |                |       |
1599  *                V       V                V       V
1600  *           .-> hdr     ...              ...     ...
1601  *           |    |       |                |       |
1602  *           |    V       V                V       V
1603  *           |   succ <- cur              succ <- cur
1604  *           |    |                        |
1605  *           |    V                        V
1606  *           |   ...                      ...
1607  *           |    |                        |
1608  *           '----'                       exit
1609  *
1610  * (C) successor state of cur is a part of some loop but this loop
1611  *     does not include cur or successor state is not in a loop at all.
1612  *
1613  * Algorithm could be described as the following python code:
1614  *
1615  *     traversed = set()   # Set of traversed nodes
1616  *     entries = {}        # Mapping from node to loop entry
1617  *     depths = {}         # Depth level assigned to graph node
1618  *     path = set()        # Current DFS path
1619  *
1620  *     # Find outermost loop entry known for n
1621  *     def get_loop_entry(n):
1622  *         h = entries.get(n, None)
1623  *         while h in entries and entries[h] != h:
1624  *             h = entries[h]
1625  *         return h
1626  *
1627  *     # Update n's loop entry if h's outermost entry comes
1628  *     # before n's outermost entry in current DFS path.
1629  *     def update_loop_entry(n, h):
1630  *         n1 = get_loop_entry(n) or n
1631  *         h1 = get_loop_entry(h) or h
1632  *         if h1 in path and depths[h1] <= depths[n1]:
1633  *             entries[n] = h1
1634  *
1635  *     def dfs(n, depth):
1636  *         traversed.add(n)
1637  *         path.add(n)
1638  *         depths[n] = depth
1639  *         for succ in G.successors(n):
1640  *             if succ not in traversed:
1641  *                 # Case A: explore succ and update cur's loop entry
1642  *                 #         only if succ's entry is in current DFS path.
1643  *                 dfs(succ, depth + 1)
1644  *                 h = get_loop_entry(succ)
1645  *                 update_loop_entry(n, h)
1646  *             else:
1647  *                 # Case B or C depending on `h1 in path` check in update_loop_entry().
1648  *                 update_loop_entry(n, succ)
1649  *         path.remove(n)
1650  *
1651  * To adapt this algorithm for use with verifier:
1652  * - use st->branch == 0 as a signal that DFS of succ had been finished
1653  *   and cur's loop entry has to be updated (case A), handle this in
1654  *   update_branch_counts();
1655  * - use st->branch > 0 as a signal that st is in the current DFS path;
1656  * - handle cases B and C in is_state_visited();
1657  * - update topmost loop entry for intermediate states in get_loop_entry().
1658  */
1659 static struct bpf_verifier_state *get_loop_entry(struct bpf_verifier_state *st)
1660 {
1661         struct bpf_verifier_state *topmost = st->loop_entry, *old;
1662
1663         while (topmost && topmost->loop_entry && topmost != topmost->loop_entry)
1664                 topmost = topmost->loop_entry;
1665         /* Update loop entries for intermediate states to avoid this
1666          * traversal in future get_loop_entry() calls.
1667          */
1668         while (st && st->loop_entry != topmost) {
1669                 old = st->loop_entry;
1670                 st->loop_entry = topmost;
1671                 st = old;
1672         }
1673         return topmost;
1674 }
1675
1676 static void update_loop_entry(struct bpf_verifier_state *cur, struct bpf_verifier_state *hdr)
1677 {
1678         struct bpf_verifier_state *cur1, *hdr1;
1679
1680         cur1 = get_loop_entry(cur) ?: cur;
1681         hdr1 = get_loop_entry(hdr) ?: hdr;
1682         /* The head1->branches check decides between cases B and C in
1683          * comment for get_loop_entry(). If hdr1->branches == 0 then
1684          * head's topmost loop entry is not in current DFS path,
1685          * hence 'cur' and 'hdr' are not in the same loop and there is
1686          * no need to update cur->loop_entry.
1687          */
1688         if (hdr1->branches && hdr1->dfs_depth <= cur1->dfs_depth) {
1689                 cur->loop_entry = hdr;
1690                 hdr->used_as_loop_entry = true;
1691         }
1692 }
1693
1694 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1695 {
1696         while (st) {
1697                 u32 br = --st->branches;
1698
1699                 /* br == 0 signals that DFS exploration for 'st' is finished,
1700                  * thus it is necessary to update parent's loop entry if it
1701                  * turned out that st is a part of some loop.
1702                  * This is a part of 'case A' in get_loop_entry() comment.
1703                  */
1704                 if (br == 0 && st->parent && st->loop_entry)
1705                         update_loop_entry(st->parent, st->loop_entry);
1706
1707                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1708                  * but see comment in push_stack(), hence:
1709                  */
1710                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1711                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1712                           br);
1713                 if (br)
1714                         break;
1715                 st = st->parent;
1716         }
1717 }
1718
1719 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1720                      int *insn_idx, bool pop_log)
1721 {
1722         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1723         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1724         int err;
1725
1726         if (env->head == NULL)
1727                 return -ENOENT;
1728
1729         if (cur) {
1730                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1731                 if (err)
1732                         return err;
1733         }
1734         if (pop_log)
1735                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1736         if (insn_idx)
1737                 *insn_idx = head->insn_idx;
1738         if (prev_insn_idx)
1739                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1740         elem = head->next;
1741         free_verifier_state(&head->st, false);
1742         kfree(head);
1743         env->head = elem;
1744         env->stack_size--;
1745         return 0;
1746 }
1747
1748 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1749                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1750                                              bool speculative)
1751 {
1752         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1753         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1754         int err;
1755
1756         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1757         if (!elem)
1758                 goto err;
1759
1760         elem->insn_idx = insn_idx;
1761         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1762         elem->next = env->head;
1763         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1764         env->head = elem;
1765         env->stack_size++;
1766         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1767         if (err)
1768                 goto err;
1769         elem->st.speculative |= speculative;
1770         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1771                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1772                         env->stack_size);
1773                 goto err;
1774         }
1775         if (elem->st.parent) {
1776                 ++elem->st.parent->branches;
1777                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1778                  * but
1779                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1780                  * instructions
1781                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1782                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1783                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1784                  * which might have large 'branches' count.
1785                  */
1786         }
1787         return &elem->st;
1788 err:
1789         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1790         env->cur_state = NULL;
1791         /* pop all elements and return */
1792         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1793         return NULL;
1794 }
1795
1796 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1797 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1798         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1799 };
1800
1801 /* This helper doesn't clear reg->id */
1802 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1803 {
1804         reg->var_off = tnum_const(imm);
1805         reg->smin_value = (s64)imm;
1806         reg->smax_value = (s64)imm;
1807         reg->umin_value = imm;
1808         reg->umax_value = imm;
1809
1810         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1811         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1812         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1813         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1814 }
1815
1816 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1817  * known to have the value @imm.
1818  */
1819 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1820 {
1821         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1822         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1823                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1824         reg->id = 0;
1825         reg->ref_obj_id = 0;
1826         ___mark_reg_known(reg, imm);
1827 }
1828
1829 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1830 {
1831         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1832         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1833         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1834         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1835         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1836 }
1837
1838 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1839  * used only on registers holding a pointer type.
1840  */
1841 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1842 {
1843         __mark_reg_known(reg, 0);
1844 }
1845
1846 static void __mark_reg_const_zero(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1847 {
1848         __mark_reg_known(reg, 0);
1849         reg->type = SCALAR_VALUE;
1850         /* all scalars are assumed imprecise initially (unless unprivileged,
1851          * in which case everything is forced to be precise)
1852          */
1853         reg->precise = !env->bpf_capable;
1854 }
1855
1856 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1857                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1858 {
1859         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1860                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1861                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1862                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1863                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1864                 return;
1865         }
1866         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1867 }
1868
1869 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1870                               bool first_slot, int dynptr_id)
1871 {
1872         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1873          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1874          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1875          */
1876         __mark_reg_known_zero(reg);
1877         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1878         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1879         reg->id = dynptr_id;
1880         reg->dynptr.type = type;
1881         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1882 }
1883
1884 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1885 {
1886         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1887                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1888
1889                 if (map->inner_map_meta) {
1890                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1891                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1892                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1893                          * as UID of the inner map.
1894                          */
1895                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1896                                 reg->map_uid = reg->id;
1897                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_WORKQUEUE))
1898                                 reg->map_uid = reg->id;
1899                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1900                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1901                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1902                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1903                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1904                 } else {
1905                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1906                 }
1907                 return;
1908         }
1909
1910         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1911 }
1912
1913 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1914                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1915 {
1916         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1917         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1918         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1919         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1920         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1921 }
1922
1923 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1924 {
1925         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1926 }
1927
1928 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1929 {
1930         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1931                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1932 }
1933
1934 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
1935 {
1936         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
1937                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
1938 }
1939
1940 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1941 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1942                                     enum bpf_reg_type which)
1943 {
1944         /* The register can already have a range from prior markings.
1945          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1946          * origin.
1947          */
1948         return reg->type == which &&
1949                reg->id == 0 &&
1950                reg->off == 0 &&
1951                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1952 }
1953
1954 /* Reset the min/max bounds of a register */
1955 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1956 {
1957         reg->smin_value = S64_MIN;
1958         reg->smax_value = S64_MAX;
1959         reg->umin_value = 0;
1960         reg->umax_value = U64_MAX;
1961
1962         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1963         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1964         reg->u32_min_value = 0;
1965         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1966 }
1967
1968 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1969 {
1970         reg->smin_value = S64_MIN;
1971         reg->smax_value = S64_MAX;
1972         reg->umin_value = 0;
1973         reg->umax_value = U64_MAX;
1974 }
1975
1976 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1977 {
1978         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1979         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1980         reg->u32_min_value = 0;
1981         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1982 }
1983
1984 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1985 {
1986         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1987
1988         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1989         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1990                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1991         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1992         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1993                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1994         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1995         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1996                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1997 }
1998
1999 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2000 {
2001         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2002         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2003                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2004         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2005         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2006                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2007         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2008         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2009                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2010 }
2011
2012 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2013 {
2014         __update_reg32_bounds(reg);
2015         __update_reg64_bounds(reg);
2016 }
2017
2018 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2019 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2020 {
2021         /* If upper 32 bits of u64/s64 range don't change, we can use lower 32
2022          * bits to improve our u32/s32 boundaries.
2023          *
2024          * E.g., the case where we have upper 32 bits as zero ([10, 20] in
2025          * u64) is pretty trivial, it's obvious that in u32 we'll also have
2026          * [10, 20] range. But this property holds for any 64-bit range as
2027          * long as upper 32 bits in that entire range of values stay the same.
2028          *
2029          * E.g., u64 range [0x10000000A, 0x10000000F] ([4294967306, 4294967311]
2030          * in decimal) has the same upper 32 bits throughout all the values in
2031          * that range. As such, lower 32 bits form a valid [0xA, 0xF] ([10, 15])
2032          * range.
2033          *
2034          * Note also, that [0xA, 0xF] is a valid range both in u32 and in s32,
2035          * following the rules outlined below about u64/s64 correspondence
2036          * (which equally applies to u32 vs s32 correspondence). In general it
2037          * depends on actual hexadecimal values of 32-bit range. They can form
2038          * only valid u32, or only valid s32 ranges in some cases.
2039          *
2040          * So we use all these insights to derive bounds for subregisters here.
2041          */
2042         if ((reg->umin_value >> 32) == (reg->umax_value >> 32)) {
2043                 /* u64 to u32 casting preserves validity of low 32 bits as
2044                  * a range, if upper 32 bits are the same
2045                  */
2046                 reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)reg->umin_value);
2047                 reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->u32_max_value, (u32)reg->umax_value);
2048
2049                 if ((s32)reg->umin_value <= (s32)reg->umax_value) {
2050                         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->umin_value);
2051                         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->umax_value);
2052                 }
2053         }
2054         if ((reg->smin_value >> 32) == (reg->smax_value >> 32)) {
2055                 /* low 32 bits should form a proper u32 range */
2056                 if ((u32)reg->smin_value <= (u32)reg->smax_value) {
2057                         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)reg->smin_value);
2058                         reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->u32_max_value, (u32)reg->smax_value);
2059                 }
2060                 /* low 32 bits should form a proper s32 range */
2061                 if ((s32)reg->smin_value <= (s32)reg->smax_value) {
2062                         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->smin_value);
2063                         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->smax_value);
2064                 }
2065         }
2066         /* Special case where upper bits form a small sequence of two
2067          * sequential numbers (in 32-bit unsigned space, so 0xffffffff to
2068          * 0x00000000 is also valid), while lower bits form a proper s32 range
2069          * going from negative numbers to positive numbers. E.g., let's say we
2070          * have s64 range [-1, 1] ([0xffffffffffffffff, 0x0000000000000001]).
2071          * Possible s64 values are {-1, 0, 1} ({0xffffffffffffffff,
2072          * 0x0000000000000000, 0x00000000000001}). Ignoring upper 32 bits,
2073          * we still get a valid s32 range [-1, 1] ([0xffffffff, 0x00000001]).
2074          * Note that it doesn't have to be 0xffffffff going to 0x00000000 in
2075          * upper 32 bits. As a random example, s64 range
2076          * [0xfffffff0fffffff0; 0xfffffff100000010], forms a valid s32 range
2077          * [-16, 16] ([0xfffffff0; 0x00000010]) in its 32 bit subregister.
2078          */
2079         if ((u32)(reg->umin_value >> 32) + 1 == (u32)(reg->umax_value >> 32) &&
2080             (s32)reg->umin_value < 0 && (s32)reg->umax_value >= 0) {
2081                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->umin_value);
2082                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->umax_value);
2083         }
2084         if ((u32)(reg->smin_value >> 32) + 1 == (u32)(reg->smax_value >> 32) &&
2085             (s32)reg->smin_value < 0 && (s32)reg->smax_value >= 0) {
2086                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, (s32)reg->smin_value);
2087                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, (s32)reg->smax_value);
2088         }
2089         /* if u32 range forms a valid s32 range (due to matching sign bit),
2090          * try to learn from that
2091          */
2092         if ((s32)reg->u32_min_value <= (s32)reg->u32_max_value) {
2093                 reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2094                 reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2095         }
2096         /* If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2097          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2098          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2099          */
2100         if ((u32)reg->s32_min_value <= (u32)reg->s32_max_value) {
2101                 reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2102                 reg->u32_max_value = min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2103         }
2104 }
2105
2106 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2107 {
2108         /* If u64 range forms a valid s64 range (due to matching sign bit),
2109          * try to learn from that. Let's do a bit of ASCII art to see when
2110          * this is happening. Let's take u64 range first:
2111          *
2112          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2113          * |-------------------------------|--------------------------------|
2114          *
2115          * Valid u64 range is formed when umin and umax are anywhere in the
2116          * range [0, U64_MAX], and umin <= umax. u64 case is simple and
2117          * straightforward. Let's see how s64 range maps onto the same range
2118          * of values, annotated below the line for comparison:
2119          *
2120          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2121          * |-------------------------------|--------------------------------|
2122          * 0                        S64_MAX S64_MIN                        -1
2123          *
2124          * So s64 values basically start in the middle and they are logically
2125          * contiguous to the right of it, wrapping around from -1 to 0, and
2126          * then finishing as S64_MAX (0x7fffffffffffffff) right before
2127          * S64_MIN. We can try drawing the continuity of u64 vs s64 values
2128          * more visually as mapped to sign-agnostic range of hex values.
2129          *
2130          *  u64 start                                               u64 end
2131          *  _______________________________________________________________
2132          * /                                                               \
2133          * 0             0x7fffffffffffffff 0x8000000000000000        U64_MAX
2134          * |-------------------------------|--------------------------------|
2135          * 0                        S64_MAX S64_MIN                        -1
2136          *                                / \
2137          * >------------------------------   ------------------------------->
2138          * s64 continues...        s64 end   s64 start          s64 "midpoint"
2139          *
2140          * What this means is that, in general, we can't always derive
2141          * something new about u64 from any random s64 range, and vice versa.
2142          *
2143          * But we can do that in two particular cases. One is when entire
2144          * u64/s64 range is *entirely* contained within left half of the above
2145          * diagram or when it is *entirely* contained in the right half. I.e.:
2146          *
2147          * |-------------------------------|--------------------------------|
2148          *     ^                   ^            ^                 ^
2149          *     A                   B            C                 D
2150          *
2151          * [A, B] and [C, D] are contained entirely in their respective halves
2152          * and form valid contiguous ranges as both u64 and s64 values. [A, B]
2153          * will be non-negative both as u64 and s64 (and in fact it will be
2154          * identical ranges no matter the signedness). [C, D] treated as s64
2155          * will be a range of negative values, while in u64 it will be
2156          * non-negative range of values larger than 0x8000000000000000.
2157          *
2158          * Now, any other range here can't be represented in both u64 and s64
2159          * simultaneously. E.g., [A, C], [A, D], [B, C], [B, D] are valid
2160          * contiguous u64 ranges, but they are discontinuous in s64. [B, C]
2161          * in s64 would be properly presented as [S64_MIN, C] and [B, S64_MAX],
2162          * for example. Similarly, valid s64 range [D, A] (going from negative
2163          * to positive values), would be two separate [D, U64_MAX] and [0, A]
2164          * ranges as u64. Currently reg_state can't represent two segments per
2165          * numeric domain, so in such situations we can only derive maximal
2166          * possible range ([0, U64_MAX] for u64, and [S64_MIN, S64_MAX] for s64).
2167          *
2168          * So we use these facts to derive umin/umax from smin/smax and vice
2169          * versa only if they stay within the same "half". This is equivalent
2170          * to checking sign bit: lower half will have sign bit as zero, upper
2171          * half have sign bit 1. Below in code we simplify this by just
2172          * casting umin/umax as smin/smax and checking if they form valid
2173          * range, and vice versa. Those are equivalent checks.
2174          */
2175         if ((s64)reg->umin_value <= (s64)reg->umax_value) {
2176                 reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, reg->umin_value);
2177                 reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, reg->umax_value);
2178         }
2179         /* If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2180          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2181          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2182          */
2183         if ((u64)reg->smin_value <= (u64)reg->smax_value) {
2184                 reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value, reg->umin_value);
2185                 reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value, reg->umax_value);
2186         }
2187 }
2188
2189 static void __reg_deduce_mixed_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2190 {
2191         /* Try to tighten 64-bit bounds from 32-bit knowledge, using 32-bit
2192          * values on both sides of 64-bit range in hope to have tighter range.
2193          * E.g., if r1 is [0x1'00000000, 0x3'80000000], and we learn from
2194          * 32-bit signed > 0 operation that s32 bounds are now [1; 0x7fffffff].
2195          * With this, we can substitute 1 as low 32-bits of _low_ 64-bit bound
2196          * (0x100000000 -> 0x100000001) and 0x7fffffff as low 32-bits of
2197          * _high_ 64-bit bound (0x380000000 -> 0x37fffffff) and arrive at a
2198          * better overall bounds for r1 as [0x1'000000001; 0x3'7fffffff].
2199          * We just need to make sure that derived bounds we are intersecting
2200          * with are well-formed ranges in respective s64 or u64 domain, just
2201          * like we do with similar kinds of 32-to-64 or 64-to-32 adjustments.
2202          */
2203         __u64 new_umin, new_umax;
2204         __s64 new_smin, new_smax;
2205
2206         /* u32 -> u64 tightening, it's always well-formed */
2207         new_umin = (reg->umin_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_min_value;
2208         new_umax = (reg->umax_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_max_value;
2209         reg->umin_value = max_t(u64, reg->umin_value, new_umin);
2210         reg->umax_value = min_t(u64, reg->umax_value, new_umax);
2211         /* u32 -> s64 tightening, u32 range embedded into s64 preserves range validity */
2212         new_smin = (reg->smin_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_min_value;
2213         new_smax = (reg->smax_value & ~0xffffffffULL) | reg->u32_max_value;
2214         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, new_smin);
2215         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, new_smax);
2216
2217         /* if s32 can be treated as valid u32 range, we can use it as well */
2218         if ((u32)reg->s32_min_value <= (u32)reg->s32_max_value) {
2219                 /* s32 -> u64 tightening */
2220                 new_umin = (reg->umin_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_min_value;
2221                 new_umax = (reg->umax_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_max_value;
2222                 reg->umin_value = max_t(u64, reg->umin_value, new_umin);
2223                 reg->umax_value = min_t(u64, reg->umax_value, new_umax);
2224                 /* s32 -> s64 tightening */
2225                 new_smin = (reg->smin_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_min_value;
2226                 new_smax = (reg->smax_value & ~0xffffffffULL) | (u32)reg->s32_max_value;
2227                 reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, new_smin);
2228                 reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, new_smax);
2229         }
2230
2231         /* Here we would like to handle a special case after sign extending load,
2232          * when upper bits for a 64-bit range are all 1s or all 0s.
2233          *
2234          * Upper bits are all 1s when register is in a range:
2235          *   [0xffff_ffff_0000_0000, 0xffff_ffff_ffff_ffff]
2236          * Upper bits are all 0s when register is in a range:
2237          *   [0x0000_0000_0000_0000, 0x0000_0000_ffff_ffff]
2238          * Together this forms are continuous range:
2239          *   [0xffff_ffff_0000_0000, 0x0000_0000_ffff_ffff]
2240          *
2241          * Now, suppose that register range is in fact tighter:
2242          *   [0xffff_ffff_8000_0000, 0x0000_0000_ffff_ffff] (R)
2243          * Also suppose that it's 32-bit range is positive,
2244          * meaning that lower 32-bits of the full 64-bit register
2245          * are in the range:
2246          *   [0x0000_0000, 0x7fff_ffff] (W)
2247          *
2248          * If this happens, then any value in a range:
2249          *   [0xffff_ffff_0000_0000, 0xffff_ffff_7fff_ffff]
2250          * is smaller than a lowest bound of the range (R):
2251          *   0xffff_ffff_8000_0000
2252          * which means that upper bits of the full 64-bit register
2253          * can't be all 1s, when lower bits are in range (W).
2254          *
2255          * Note that:
2256          *  - 0xffff_ffff_8000_0000 == (s64)S32_MIN
2257          *  - 0x0000_0000_7fff_ffff == (s64)S32_MAX
2258          * These relations are used in the conditions below.
2259          */
2260         if (reg->s32_min_value >= 0 && reg->smin_value >= S32_MIN && reg->smax_value <= S32_MAX) {
2261                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2262                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2263                 reg->umin_value = reg->s32_min_value;
2264                 reg->umax_value = reg->s32_max_value;
2265                 reg->var_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2266                                               tnum_range(reg->smin_value, reg->smax_value));
2267         }
2268 }
2269
2270 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2271 {
2272         __reg32_deduce_bounds(reg);
2273         __reg64_deduce_bounds(reg);
2274         __reg_deduce_mixed_bounds(reg);
2275 }
2276
2277 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2278 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2279 {
2280         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2281                                                tnum_range(reg->umin_value,
2282                                                           reg->umax_value));
2283         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2284                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2285                                                           reg->u32_max_value));
2286
2287         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2288 }
2289
2290 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2291 {
2292         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2293         __update_reg_bounds(reg);
2294         /* We might have learned something about the sign bit. */
2295         __reg_deduce_bounds(reg);
2296         __reg_deduce_bounds(reg);
2297         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2298         __reg_bound_offset(reg);
2299         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2300          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2301          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2302          */
2303         __update_reg_bounds(reg);
2304 }
2305
2306 static int reg_bounds_sanity_check(struct bpf_verifier_env *env,
2307                                    struct bpf_reg_state *reg, const char *ctx)
2308 {
2309         const char *msg;
2310
2311         if (reg->umin_value > reg->umax_value ||
2312             reg->smin_value > reg->smax_value ||
2313             reg->u32_min_value > reg->u32_max_value ||
2314             reg->s32_min_value > reg->s32_max_value) {
2315                     msg = "range bounds violation";
2316                     goto out;
2317         }
2318
2319         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
2320                 u64 uval = reg->var_off.value;
2321                 s64 sval = (s64)uval;
2322
2323                 if (reg->umin_value != uval || reg->umax_value != uval ||
2324                     reg->smin_value != sval || reg->smax_value != sval) {
2325                         msg = "const tnum out of sync with range bounds";
2326                         goto out;
2327                 }
2328         }
2329
2330         if (tnum_subreg_is_const(reg->var_off)) {
2331                 u32 uval32 = tnum_subreg(reg->var_off).value;
2332                 s32 sval32 = (s32)uval32;
2333
2334                 if (reg->u32_min_value != uval32 || reg->u32_max_value != uval32 ||
2335                     reg->s32_min_value != sval32 || reg->s32_max_value != sval32) {
2336                         msg = "const subreg tnum out of sync with range bounds";
2337                         goto out;
2338                 }
2339         }
2340
2341         return 0;
2342 out:
2343         verbose(env, "REG INVARIANTS VIOLATION (%s): %s u64=[%#llx, %#llx] "
2344                 "s64=[%#llx, %#llx] u32=[%#x, %#x] s32=[%#x, %#x] var_off=(%#llx, %#llx)\n",
2345                 ctx, msg, reg->umin_value, reg->umax_value,
2346                 reg->smin_value, reg->smax_value,
2347                 reg->u32_min_value, reg->u32_max_value,
2348                 reg->s32_min_value, reg->s32_max_value,
2349                 reg->var_off.value, reg->var_off.mask);
2350         if (env->test_reg_invariants)
2351                 return -EFAULT;
2352         __mark_reg_unbounded(reg);
2353         return 0;
2354 }
2355
2356 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2357 {
2358         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2359 }
2360
2361 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2362 {
2363         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2364         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2365
2366         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2367          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2368          * from tnum.
2369          */
2370         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2371             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2372                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2373                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2374         } else {
2375                 reg->smin_value = 0;
2376                 reg->smax_value = U32_MAX;
2377         }
2378 }
2379
2380 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2381 static void __mark_reg_unknown_imprecise(struct bpf_reg_state *reg)
2382 {
2383         /*
2384          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2385          * padding between 'type' and union
2386          */
2387         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2388         reg->type = SCALAR_VALUE;
2389         reg->id = 0;
2390         reg->ref_obj_id = 0;
2391         reg->var_off = tnum_unknown;
2392         reg->frameno = 0;
2393         reg->precise = false;
2394         __mark_reg_unbounded(reg);
2395 }
2396
2397 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value,
2398  * initialize .precise as true when not bpf capable.
2399  */
2400 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2401                                struct bpf_reg_state *reg)
2402 {
2403         __mark_reg_unknown_imprecise(reg);
2404         reg->precise = !env->bpf_capable;
2405 }
2406
2407 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2408                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2409 {
2410         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2411                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2412                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2413                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2414                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2415                 return;
2416         }
2417         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2418 }
2419
2420 static int __mark_reg_s32_range(struct bpf_verifier_env *env,
2421                                 struct bpf_reg_state *regs,
2422                                 u32 regno,
2423                                 s32 s32_min,
2424                                 s32 s32_max)
2425 {
2426         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
2427
2428         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value, s32_min);
2429         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value, s32_max);
2430
2431         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value, s32_min);
2432         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value, s32_max);
2433
2434         reg_bounds_sync(reg);
2435
2436         return reg_bounds_sanity_check(env, reg, "s32_range");
2437 }
2438
2439 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2440                                 struct bpf_reg_state *reg)
2441 {
2442         __mark_reg_unknown(env, reg);
2443         reg->type = NOT_INIT;
2444 }
2445
2446 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2447                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2448 {
2449         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2450                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2451                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2452                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2453                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2454                 return;
2455         }
2456         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2457 }
2458
2459 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2460                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2461                             enum bpf_reg_type reg_type,
2462                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2463                             enum bpf_type_flag flag)
2464 {
2465         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2466                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2467                 return;
2468         }
2469         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2470         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2471         regs[regno].btf = btf;
2472         regs[regno].btf_id = btf_id;
2473         if (type_may_be_null(flag))
2474                 regs[regno].id = ++env->id_gen;
2475 }
2476
2477 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2478 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2479                            struct bpf_func_state *state)
2480 {
2481         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2482         int i;
2483
2484         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2485                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2486                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2487                 regs[i].parent = NULL;
2488                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2489         }
2490
2491         /* frame pointer */
2492         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2493         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2494         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2495 }
2496
2497 static struct bpf_retval_range retval_range(s32 minval, s32 maxval)
2498 {
2499         return (struct bpf_retval_range){ minval, maxval };
2500 }
2501
2502 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2503 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2504                             struct bpf_func_state *state,
2505                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2506 {
2507         state->callsite = callsite;
2508         state->frameno = frameno;
2509         state->subprogno = subprogno;
2510         state->callback_ret_range = retval_range(0, 0);
2511         init_reg_state(env, state);
2512         mark_verifier_state_scratched(env);
2513 }
2514
2515 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2516 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2517                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2518                                                 int subprog, bool is_sleepable)
2519 {
2520         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2521         struct bpf_func_state *frame;
2522
2523         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2524         if (!elem)
2525                 goto err;
2526
2527         elem->insn_idx = insn_idx;
2528         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2529         elem->next = env->head;
2530         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2531         env->head = elem;
2532         env->stack_size++;
2533         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2534                 verbose(env,
2535                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2536                         env->stack_size);
2537                 goto err;
2538         }
2539         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2540          * The caller state doesn't matter.
2541          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2542          * Initialize it similar to do_check_common().
2543          * But we do need to make sure to not clobber insn_hist, so we keep
2544          * chaining insn_hist_start/insn_hist_end indices as for a normal
2545          * child state.
2546          */
2547         elem->st.branches = 1;
2548         elem->st.in_sleepable = is_sleepable;
2549         elem->st.insn_hist_start = env->cur_state->insn_hist_end;
2550         elem->st.insn_hist_end = elem->st.insn_hist_start;
2551         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2552         if (!frame)
2553                 goto err;
2554         init_func_state(env, frame,
2555                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2556                         0 /* frameno within this callchain */,
2557                         subprog /* subprog number within this prog */);
2558         elem->st.frame[0] = frame;
2559         return &elem->st;
2560 err:
2561         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2562         env->cur_state = NULL;
2563         /* pop all elements and return */
2564         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2565         return NULL;
2566 }
2567
2568
2569 enum reg_arg_type {
2570         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2571         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2572         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2573 };
2574
2575 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2576 {
2577         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2578                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2579 }
2580
2581 /* Find subprogram that contains instruction at 'off' */
2582 static struct bpf_subprog_info *find_containing_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2583 {
2584         struct bpf_subprog_info *vals = env->subprog_info;
2585         int l, r, m;
2586
2587         if (off >= env->prog->len || off < 0 || env->subprog_cnt == 0)
2588                 return NULL;
2589
2590         l = 0;
2591         r = env->subprog_cnt - 1;
2592         while (l < r) {
2593                 m = l + (r - l + 1) / 2;
2594                 if (vals[m].start <= off)
2595                         l = m;
2596                 else
2597                         r = m - 1;
2598         }
2599         return &vals[l];
2600 }
2601
2602 /* Find subprogram that starts exactly at 'off' */
2603 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2604 {
2605         struct bpf_subprog_info *p;
2606
2607         p = find_containing_subprog(env, off);
2608         if (!p || p->start != off)
2609                 return -ENOENT;
2610         return p - env->subprog_info;
2611 }
2612
2613 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2614 {
2615         int insn_cnt = env->prog->len;
2616         int ret;
2617
2618         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2619                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2620                 return -EINVAL;
2621         }
2622         ret = find_subprog(env, off);
2623         if (ret >= 0)
2624                 return ret;
2625         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2626                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2627                 return -E2BIG;
2628         }
2629         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2630         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2631         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2632              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2633         return env->subprog_cnt - 1;
2634 }
2635
2636 static int bpf_find_exception_callback_insn_off(struct bpf_verifier_env *env)
2637 {
2638         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
2639         struct btf *btf = aux->btf;
2640         const struct btf_type *t;
2641         u32 main_btf_id, id;
2642         const char *name;
2643         int ret, i;
2644
2645         /* Non-zero func_info_cnt implies valid btf */
2646         if (!aux->func_info_cnt)
2647                 return 0;
2648         main_btf_id = aux->func_info[0].type_id;
2649
2650         t = btf_type_by_id(btf, main_btf_id);
2651         if (!t) {
2652                 verbose(env, "invalid btf id for main subprog in func_info\n");
2653                 return -EINVAL;
2654         }
2655
2656         name = btf_find_decl_tag_value(btf, t, -1, "exception_callback:");
2657         if (IS_ERR(name)) {
2658                 ret = PTR_ERR(name);
2659                 /* If there is no tag present, there is no exception callback */
2660                 if (ret == -ENOENT)
2661                         ret = 0;
2662                 else if (ret == -EEXIST)
2663                         verbose(env, "multiple exception callback tags for main subprog\n");
2664                 return ret;
2665         }
2666
2667         ret = btf_find_by_name_kind(btf, name, BTF_KIND_FUNC);
2668         if (ret < 0) {
2669                 verbose(env, "exception callback '%s' could not be found in BTF\n", name);
2670                 return ret;
2671         }
2672         id = ret;
2673         t = btf_type_by_id(btf, id);
2674         if (btf_func_linkage(t) != BTF_FUNC_GLOBAL) {
2675                 verbose(env, "exception callback '%s' must have global linkage\n", name);
2676                 return -EINVAL;
2677         }
2678         ret = 0;
2679         for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++) {
2680                 if (aux->func_info[i].type_id != id)
2681                         continue;
2682                 ret = aux->func_info[i].insn_off;
2683                 /* Further func_info and subprog checks will also happen
2684                  * later, so assume this is the right insn_off for now.
2685                  */
2686                 if (!ret) {
2687                         verbose(env, "invalid exception callback insn_off in func_info: 0\n");
2688                         ret = -EINVAL;
2689                 }
2690         }
2691         if (!ret) {
2692                 verbose(env, "exception callback type id not found in func_info\n");
2693                 ret = -EINVAL;
2694         }
2695         return ret;
2696 }
2697
2698 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2699 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2700
2701 struct bpf_kfunc_desc {
2702         struct btf_func_model func_model;
2703         u32 func_id;
2704         s32 imm;
2705         u16 offset;
2706         unsigned long addr;
2707 };
2708
2709 struct bpf_kfunc_btf {
2710         struct btf *btf;
2711         struct module *module;
2712         u16 offset;
2713 };
2714
2715 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2716         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2717          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2718          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2719          * sorts this by imm and offset.
2720          */
2721         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2722         u32 nr_descs;
2723 };
2724
2725 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2726         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2727         u32 nr_descs;
2728 };
2729
2730 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2731 {
2732         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2733         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2734
2735         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2736         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2737 }
2738
2739 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2740 {
2741         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2742         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2743
2744         return d0->offset - d1->offset;
2745 }
2746
2747 static const struct bpf_kfunc_desc *
2748 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2749 {
2750         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2751                 .func_id = func_id,
2752                 .offset = offset,
2753         };
2754         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2755
2756         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2757         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2758                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2759 }
2760
2761 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2762                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2763 {
2764         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2765
2766         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2767         if (!desc)
2768                 return -EFAULT;
2769
2770         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2771         return 0;
2772 }
2773
2774 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2775                                          s16 offset)
2776 {
2777         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2778         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2779         struct bpf_kfunc_btf *b;
2780         struct module *mod;
2781         struct btf *btf;
2782         int btf_fd;
2783
2784         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2785         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2786                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2787         if (!b) {
2788                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2789                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2790                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2791                 }
2792
2793                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2794                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2795                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2796                 }
2797
2798                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2799                                             offset * sizeof(btf_fd),
2800                                             sizeof(btf_fd)))
2801                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2802
2803                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2804                 if (IS_ERR(btf)) {
2805                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2806                         return btf;
2807                 }
2808
2809                 if (!btf_is_module(btf)) {
2810                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2811                         btf_put(btf);
2812                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2813                 }
2814
2815                 mod = btf_try_get_module(btf);
2816                 if (!mod) {
2817                         btf_put(btf);
2818                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2819                 }
2820
2821                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2822                 b->btf = btf;
2823                 b->module = mod;
2824                 b->offset = offset;
2825
2826                 /* sort() reorders entries by value, so b may no longer point
2827                  * to the right entry after this
2828                  */
2829                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2830                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2831         } else {
2832                 btf = b->btf;
2833         }
2834
2835         return btf;
2836 }
2837
2838 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2839 {
2840         if (!tab)
2841                 return;
2842
2843         while (tab->nr_descs--) {
2844                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2845                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2846         }
2847         kfree(tab);
2848 }
2849
2850 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2851 {
2852         if (offset) {
2853                 if (offset < 0) {
2854                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2855                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2856                          */
2857                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2858                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2859                 }
2860
2861                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2862         }
2863         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2864 }
2865
2866 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2867 {
2868         const struct btf_type *func, *func_proto;
2869         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2870         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2871         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2872         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2873         const char *func_name;
2874         struct btf *desc_btf;
2875         unsigned long call_imm;
2876         unsigned long addr;
2877         int err;
2878
2879         prog_aux = env->prog->aux;
2880         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2881         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2882         if (!tab) {
2883                 if (!btf_vmlinux) {
2884                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2885                         return -ENOTSUPP;
2886                 }
2887
2888                 if (!env->prog->jit_requested) {
2889                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2890                         return -ENOTSUPP;
2891                 }
2892
2893                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2894                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2895                         return -ENOTSUPP;
2896                 }
2897
2898                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2899                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2900                         return -EINVAL;
2901                 }
2902
2903                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2904                 if (!tab)
2905                         return -ENOMEM;
2906                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2907         }
2908
2909         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2910          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2911          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2912          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2913          * for such calls.
2914          */
2915         if (!func_id && !offset)
2916                 return 0;
2917
2918         if (!btf_tab && offset) {
2919                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2920                 if (!btf_tab)
2921                         return -ENOMEM;
2922                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2923         }
2924
2925         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2926         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2927                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2928                 return PTR_ERR(desc_btf);
2929         }
2930
2931         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2932                 return 0;
2933
2934         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2935                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2936                 return -E2BIG;
2937         }
2938
2939         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2940         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2941                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2942                         func_id);
2943                 return -EINVAL;
2944         }
2945         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2946         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2947                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2948                         func_id);
2949                 return -EINVAL;
2950         }
2951
2952         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2953         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2954         if (!addr) {
2955                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2956                         func_name);
2957                 return -EINVAL;
2958         }
2959         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2960
2961         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2962                 call_imm = func_id;
2963         } else {
2964                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2965                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2966                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2967                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2968                                 func_name);
2969                         return -EINVAL;
2970                 }
2971         }
2972
2973         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2974                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2975                 if (err)
2976                         return err;
2977         }
2978
2979         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2980         desc->func_id = func_id;
2981         desc->imm = call_imm;
2982         desc->offset = offset;
2983         desc->addr = addr;
2984         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2985                                      func_proto, func_name,
2986                                      &desc->func_model);
2987         if (!err)
2988                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2989                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2990         return err;
2991 }
2992
2993 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2994 {
2995         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2996         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2997
2998         if (d0->imm != d1->imm)
2999                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
3000         if (d0->offset != d1->offset)
3001                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
3002         return 0;
3003 }
3004
3005 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
3006 {
3007         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
3008
3009         tab = prog->aux->kfunc_tab;
3010         if (!tab)
3011                 return;
3012
3013         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
3014              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
3015 }
3016
3017 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
3018 {
3019         return !!prog->aux->kfunc_tab;
3020 }
3021
3022 const struct btf_func_model *
3023 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
3024                          const struct bpf_insn *insn)
3025 {
3026         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
3027                 .imm = insn->imm,
3028                 .offset = insn->off,
3029         };
3030         const struct bpf_kfunc_desc *res;
3031         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
3032
3033         tab = prog->aux->kfunc_tab;
3034         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
3035                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
3036
3037         return res ? &res->func_model : NULL;
3038 }
3039
3040 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
3041 {
3042         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3043         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len, ex_cb_insn;
3044         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3045
3046         /* Add entry function. */
3047         ret = add_subprog(env, 0);
3048         if (ret)
3049                 return ret;
3050
3051         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
3052                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
3053                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
3054                         continue;
3055
3056                 if (!env->bpf_capable) {
3057                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
3058                         return -EPERM;
3059                 }
3060
3061                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
3062                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
3063                 else
3064                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
3065
3066                 if (ret < 0)
3067                         return ret;
3068         }
3069
3070         ret = bpf_find_exception_callback_insn_off(env);
3071         if (ret < 0)
3072                 return ret;
3073         ex_cb_insn = ret;
3074
3075         /* If ex_cb_insn > 0, this means that the main program has a subprog
3076          * marked using BTF decl tag to serve as the exception callback.
3077          */
3078         if (ex_cb_insn) {
3079                 ret = add_subprog(env, ex_cb_insn);
3080                 if (ret < 0)
3081                         return ret;
3082                 for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
3083                         if (env->subprog_info[i].start != ex_cb_insn)
3084                                 continue;
3085                         env->exception_callback_subprog = i;
3086                         mark_subprog_exc_cb(env, i);
3087                         break;
3088                 }
3089         }
3090
3091         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
3092          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
3093          */
3094         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
3095
3096         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
3097                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
3098                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
3099
3100         return 0;
3101 }
3102
3103 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
3104 {
3105         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
3106         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3107         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3108         int insn_cnt = env->prog->len;
3109
3110         /* now check that all jumps are within the same subprog */
3111         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
3112         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
3113         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
3114                 u8 code = insn[i].code;
3115
3116                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
3117                     insn[i].src_reg == 0 &&
3118                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call) {
3119                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
3120                         subprog[cur_subprog].tail_call_reachable = true;
3121                 }
3122                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
3123                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
3124                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
3125                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
3126                         goto next;
3127                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
3128                         goto next;
3129                 if (code == (BPF_JMP32 | BPF_JA))
3130                         off = i + insn[i].imm + 1;
3131                 else
3132                         off = i + insn[i].off + 1;
3133                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
3134                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
3135                         return -EINVAL;
3136                 }
3137 next:
3138                 if (i == subprog_end - 1) {
3139                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
3140                          * the last insn of the subprog should be either exit
3141                          * or unconditional jump back or bpf_throw call
3142                          */
3143                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
3144                             code != (BPF_JMP32 | BPF_JA) &&
3145                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
3146                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
3147                                 return -EINVAL;
3148                         }
3149                         subprog_start = subprog_end;
3150                         cur_subprog++;
3151                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
3152                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
3153                 }
3154         }
3155         return 0;
3156 }
3157
3158 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
3159  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
3160  */
3161 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
3162                          const struct bpf_reg_state *state,
3163                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
3164 {
3165         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
3166         int cnt = 0;
3167
3168         while (parent) {
3169                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
3170                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
3171                         break;
3172                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
3173                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
3174                                 reg_type_str(env, parent->type),
3175                                 parent->var_off.value, parent->off);
3176                         return -EFAULT;
3177                 }
3178                 /* The first condition is more likely to be true than the
3179                  * second, checked it first.
3180                  */
3181                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
3182                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
3183                         /* The parentage chain never changes and
3184                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
3185                          * There is no need to keep walking the chain again and
3186                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
3187                          * This case happens when the same register is read
3188                          * multiple times without writes into it in-between.
3189                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
3190                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
3191                          */
3192                         break;
3193                 /* ... then we depend on parent's value */
3194                 parent->live |= flag;
3195                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
3196                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
3197                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
3198                 state = parent;
3199                 parent = state->parent;
3200                 writes = true;
3201                 cnt++;
3202         }
3203
3204         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
3205                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
3206         return 0;
3207 }
3208
3209 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
3210 {
3211         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3212         int spi, ret;
3213
3214         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
3215          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
3216          * check_kfunc_call.
3217          */
3218         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
3219                 return 0;
3220         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
3221         if (spi < 0)
3222                 return spi;
3223         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
3224          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
3225          * read.
3226          */
3227         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3228                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3229         if (ret)
3230                 return ret;
3231         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
3232                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
3233 }
3234
3235 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
3236                           int spi, int nr_slots)
3237 {
3238         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3239         int err, i;
3240
3241         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
3242                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
3243
3244                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
3245                 if (err)
3246                         return err;
3247
3248                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
3249         }
3250
3251         return 0;
3252 }
3253
3254 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
3255  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
3256  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
3257  */
3258 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
3259                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
3260 {
3261         u8 code, class, op;
3262
3263         code = insn->code;
3264         class = BPF_CLASS(code);
3265         op = BPF_OP(code);
3266         if (class == BPF_JMP) {
3267                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
3268                  * conservatively.
3269                  */
3270                 if (op == BPF_EXIT)
3271                         return true;
3272                 if (op == BPF_CALL) {
3273                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
3274                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3275                          * don't care the register def because they are anyway
3276                          * marked as NOT_INIT already.
3277                          */
3278                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3279                                 return false;
3280                         /* Helper call will reach here because of arg type
3281                          * check, conservatively return TRUE.
3282                          */
3283                         if (t == SRC_OP)
3284                                 return true;
3285
3286                         return false;
3287                 }
3288         }
3289
3290         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3291                 return false;
3292
3293         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3294             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3295                 return true;
3296
3297         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3298                 return false;
3299
3300         if (class == BPF_LDX) {
3301                 if (t != SRC_OP)
3302                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW || BPF_MODE(code) == BPF_MEMSX;
3303                 /* LDX source must be ptr. */
3304                 return true;
3305         }
3306
3307         if (class == BPF_STX) {
3308                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3309                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3310                  * asking about it.
3311                  */
3312                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3313                         return true;
3314                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3315         }
3316
3317         if (class == BPF_LD) {
3318                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3319
3320                 /* LD_IMM64 */
3321                 if (mode == BPF_IMM)
3322                         return true;
3323
3324                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3325                 if (t != SRC_OP)
3326                         return  false;
3327
3328                 /* Implicit ctx ptr. */
3329                 if (regno == BPF_REG_6)
3330                         return true;
3331
3332                 /* Explicit source could be any width. */
3333                 return true;
3334         }
3335
3336         if (class == BPF_ST)
3337                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3338                 return true;
3339
3340         /* Conservatively return true at default. */
3341         return true;
3342 }
3343
3344 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3345 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3346 {
3347         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3348         case BPF_JMP:
3349         case BPF_JMP32:
3350         case BPF_ST:
3351                 return -1;
3352         case BPF_STX:
3353                 if ((BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC ||
3354                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_ATOMIC) &&
3355                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3356                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3357                                 return BPF_REG_0;
3358                         else
3359                                 return insn->src_reg;
3360                 } else {
3361                         return -1;
3362                 }
3363         default:
3364                 return insn->dst_reg;
3365         }
3366 }
3367
3368 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3369 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3370 {
3371         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3372
3373         if (dst_reg == -1)
3374                 return false;
3375
3376         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3377 }
3378
3379 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3380                            struct bpf_reg_state *reg)
3381 {
3382         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3383
3384         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3385                 return;
3386
3387         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3388         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3389         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3390 }
3391
3392 static int __check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
3393                            enum reg_arg_type t)
3394 {
3395         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3396         struct bpf_reg_state *reg;
3397         bool rw64;
3398
3399         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3400                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3401                 return -EINVAL;
3402         }
3403
3404         mark_reg_scratched(env, regno);
3405
3406         reg = &regs[regno];
3407         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3408         if (t == SRC_OP) {
3409                 /* check whether register used as source operand can be read */
3410                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3411                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3412                         return -EACCES;
3413                 }
3414                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3415                 if (regno == BPF_REG_FP)
3416                         return 0;
3417
3418                 if (rw64)
3419                         mark_insn_zext(env, reg);
3420
3421                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3422                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3423         } else {
3424                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3425                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3426                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3427                         return -EACCES;
3428                 }
3429                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3430                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3431                 if (t == DST_OP)
3432                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3433         }
3434         return 0;
3435 }
3436
3437 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3438                          enum reg_arg_type t)
3439 {
3440         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3441         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3442
3443         return __check_reg_arg(env, state->regs, regno, t);
3444 }
3445
3446 static int insn_stack_access_flags(int frameno, int spi)
3447 {
3448         return INSN_F_STACK_ACCESS | (spi << INSN_F_SPI_SHIFT) | frameno;
3449 }
3450
3451 static int insn_stack_access_spi(int insn_flags)
3452 {
3453         return (insn_flags >> INSN_F_SPI_SHIFT) & INSN_F_SPI_MASK;
3454 }
3455
3456 static int insn_stack_access_frameno(int insn_flags)
3457 {
3458         return insn_flags & INSN_F_FRAMENO_MASK;
3459 }
3460
3461 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3462 {
3463         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3464 }
3465
3466 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3467 {
3468         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3469 }
3470
3471 #define LR_FRAMENO_BITS 3
3472 #define LR_SPI_BITS     6
3473 #define LR_ENTRY_BITS   (LR_SPI_BITS + LR_FRAMENO_BITS + 1)
3474 #define LR_SIZE_BITS    4
3475 #define LR_FRAMENO_MASK ((1ull << LR_FRAMENO_BITS) - 1)
3476 #define LR_SPI_MASK     ((1ull << LR_SPI_BITS)     - 1)
3477 #define LR_SIZE_MASK    ((1ull << LR_SIZE_BITS)    - 1)
3478 #define LR_SPI_OFF      LR_FRAMENO_BITS
3479 #define LR_IS_REG_OFF   (LR_SPI_BITS + LR_FRAMENO_BITS)
3480 #define LINKED_REGS_MAX 6
3481
3482 struct linked_reg {
3483         u8 frameno;
3484         union {
3485                 u8 spi;
3486                 u8 regno;
3487         };
3488         bool is_reg;
3489 };
3490
3491 struct linked_regs {
3492         int cnt;
3493         struct linked_reg entries[LINKED_REGS_MAX];
3494 };
3495
3496 static struct linked_reg *linked_regs_push(struct linked_regs *s)
3497 {
3498         if (s->cnt < LINKED_REGS_MAX)
3499                 return &s->entries[s->cnt++];
3500
3501         return NULL;
3502 }
3503
3504 /* Use u64 as a vector of 6 10-bit values, use first 4-bits to track
3505  * number of elements currently in stack.
3506  * Pack one history entry for linked registers as 10 bits in the following format:
3507  * - 3-bits frameno
3508  * - 6-bits spi_or_reg
3509  * - 1-bit  is_reg
3510  */
3511 static u64 linked_regs_pack(struct linked_regs *s)
3512 {
3513         u64 val = 0;
3514         int i;
3515
3516         for (i = 0; i < s->cnt; ++i) {
3517                 struct linked_reg *e = &s->entries[i];
3518                 u64 tmp = 0;
3519
3520                 tmp |= e->frameno;
3521                 tmp |= e->spi << LR_SPI_OFF;
3522                 tmp |= (e->is_reg ? 1 : 0) << LR_IS_REG_OFF;
3523
3524                 val <<= LR_ENTRY_BITS;
3525                 val |= tmp;
3526         }
3527         val <<= LR_SIZE_BITS;
3528         val |= s->cnt;
3529         return val;
3530 }
3531
3532 static void linked_regs_unpack(u64 val, struct linked_regs *s)
3533 {
3534         int i;
3535
3536         s->cnt = val & LR_SIZE_MASK;
3537         val >>= LR_SIZE_BITS;
3538
3539         for (i = 0; i < s->cnt; ++i) {
3540                 struct linked_reg *e = &s->entries[i];
3541
3542                 e->frameno =  val & LR_FRAMENO_MASK;
3543                 e->spi     = (val >> LR_SPI_OFF) & LR_SPI_MASK;
3544                 e->is_reg  = (val >> LR_IS_REG_OFF) & 0x1;
3545                 val >>= LR_ENTRY_BITS;
3546         }
3547 }
3548
3549 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3550 static int push_insn_history(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *cur,
3551                              int insn_flags, u64 linked_regs)
3552 {
3553         struct bpf_insn_hist_entry *p;
3554         size_t alloc_size;
3555
3556         /* combine instruction flags if we already recorded this instruction */
3557         if (env->cur_hist_ent) {
3558                 /* atomic instructions push insn_flags twice, for READ and
3559                  * WRITE sides, but they should agree on stack slot
3560                  */
3561                 WARN_ONCE((env->cur_hist_ent->flags & insn_flags) &&
3562                           (env->cur_hist_ent->flags & insn_flags) != insn_flags,
3563                           "verifier insn history bug: insn_idx %d cur flags %x new flags %x\n",
3564                           env->insn_idx, env->cur_hist_ent->flags, insn_flags);
3565                 env->cur_hist_ent->flags |= insn_flags;
3566                 WARN_ONCE(env->cur_hist_ent->linked_regs != 0,
3567                           "verifier insn history bug: insn_idx %d linked_regs != 0: %#llx\n",
3568                           env->insn_idx, env->cur_hist_ent->linked_regs);
3569                 env->cur_hist_ent->linked_regs = linked_regs;
3570                 return 0;
3571         }
3572
3573         if (cur->insn_hist_end + 1 > env->insn_hist_cap) {
3574                 alloc_size = size_mul(cur->insn_hist_end + 1, sizeof(*p));
3575                 p = kvrealloc(env->insn_hist, alloc_size, GFP_USER);
3576                 if (!p)
3577                         return -ENOMEM;
3578                 env->insn_hist = p;
3579                 env->insn_hist_cap = alloc_size / sizeof(*p);
3580         }
3581
3582         p = &env->insn_hist[cur->insn_hist_end];
3583         p->idx = env->insn_idx;
3584         p->prev_idx = env->prev_insn_idx;
3585         p->flags = insn_flags;
3586         p->linked_regs = linked_regs;
3587
3588         cur->insn_hist_end++;
3589         env->cur_hist_ent = p;
3590
3591         return 0;
3592 }
3593
3594 static struct bpf_insn_hist_entry *get_insn_hist_entry(struct bpf_verifier_env *env,
3595                                                        u32 hist_start, u32 hist_end, int insn_idx)
3596 {
3597         if (hist_end > hist_start && env->insn_hist[hist_end - 1].idx == insn_idx)
3598                 return &env->insn_hist[hist_end - 1];
3599         return NULL;
3600 }
3601
3602 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3603  * history then previous instruction came from straight line execution.
3604  * Return -ENOENT if we exhausted all instructions within given state.
3605  *
3606  * It's legal to have a bit of a looping with the same starting and ending
3607  * insn index within the same state, e.g.: 3->4->5->3, so just because current
3608  * instruction index is the same as state's first_idx doesn't mean we are
3609  * done. If there is still some jump history left, we should keep going. We
3610  * need to take into account that we might have a jump history between given
3611  * state's parent and itself, due to checkpointing. In this case, we'll have
3612  * history entry recording a jump from last instruction of parent state and
3613  * first instruction of given state.
3614  */
3615 static int get_prev_insn_idx(const struct bpf_verifier_env *env,
3616                              struct bpf_verifier_state *st,
3617                              int insn_idx, u32 hist_start, u32 *hist_endp)
3618 {
3619         u32 hist_end = *hist_endp;
3620         u32 cnt = hist_end - hist_start;
3621
3622         if (insn_idx == st->first_insn_idx) {
3623                 if (cnt == 0)
3624                         return -ENOENT;
3625                 if (cnt == 1 && env->insn_hist[hist_start].idx == insn_idx)
3626                         return -ENOENT;
3627         }
3628
3629         if (cnt && env->insn_hist[hist_end - 1].idx == insn_idx) {
3630                 (*hist_endp)--;
3631                 return env->insn_hist[hist_end - 1].prev_idx;
3632         } else {
3633                 return insn_idx - 1;
3634         }
3635 }
3636
3637 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3638 {
3639         const struct btf_type *func;
3640         struct btf *desc_btf;
3641
3642         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3643                 return NULL;
3644
3645         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3646         if (IS_ERR(desc_btf))
3647                 return "<error>";
3648
3649         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3650         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3651 }
3652
3653 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3654 {
3655         bt->frame = frame;
3656 }
3657
3658 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3659 {
3660         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3661
3662         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3663         bt->env = env;
3664 }
3665
3666 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3667 {
3668         u64 mask = 0;
3669         int i;
3670
3671         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3672                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3673
3674         return mask == 0;
3675 }
3676
3677 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3678 {
3679         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3680                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3681                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3682                 return -EFAULT;
3683         }
3684         bt->frame++;
3685         return 0;
3686 }
3687
3688 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3689 {
3690         if (bt->frame == 0) {
3691                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3692                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3693                 return -EFAULT;
3694         }
3695         bt->frame--;
3696         return 0;
3697 }
3698
3699 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3700 {
3701         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3702 }
3703
3704 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3705 {
3706         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3707 }
3708
3709 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3710 {
3711         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3712 }
3713
3714 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3715 {
3716         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3717 }
3718
3719 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3720 {
3721         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3722 }
3723
3724 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3725 {
3726         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3727 }
3728
3729 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3730 {
3731         return bt->reg_masks[frame];
3732 }
3733
3734 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3735 {
3736         return bt->reg_masks[bt->frame];
3737 }
3738
3739 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3740 {
3741         return bt->stack_masks[frame];
3742 }
3743
3744 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3745 {
3746         return bt->stack_masks[bt->frame];
3747 }
3748
3749 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3750 {
3751         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3752 }
3753
3754 static inline bool bt_is_frame_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3755 {
3756         return bt->reg_masks[frame] & (1 << reg);
3757 }
3758
3759 static inline bool bt_is_frame_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3760 {
3761         return bt->stack_masks[frame] & (1ull << slot);
3762 }
3763
3764 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3765 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3766 {
3767         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3768         bool first = true;
3769         int i, n;
3770
3771         buf[0] = '\0';
3772
3773         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3774         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3775                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3776                 first = false;
3777                 buf += n;
3778                 buf_sz -= n;
3779                 if (buf_sz < 0)
3780                         break;
3781         }
3782 }
3783 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3784 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3785 {
3786         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3787         bool first = true;
3788         int i, n;
3789
3790         buf[0] = '\0';
3791
3792         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3793         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3794                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3795                 first = false;
3796                 buf += n;
3797                 buf_sz -= n;
3798                 if (buf_sz < 0)
3799                         break;
3800         }
3801 }
3802
3803 /* If any register R in hist->linked_regs is marked as precise in bt,
3804  * do bt_set_frame_{reg,slot}(bt, R) for all registers in hist->linked_regs.
3805  */
3806 static void bt_sync_linked_regs(struct backtrack_state *bt, struct bpf_insn_hist_entry *hist)
3807 {
3808         struct linked_regs linked_regs;
3809         bool some_precise = false;
3810         int i;
3811
3812         if (!hist || hist->linked_regs == 0)
3813                 return;
3814
3815         linked_regs_unpack(hist->linked_regs, &linked_regs);
3816         for (i = 0; i < linked_regs.cnt; ++i) {
3817                 struct linked_reg *e = &linked_regs.entries[i];
3818
3819                 if ((e->is_reg && bt_is_frame_reg_set(bt, e->frameno, e->regno)) ||
3820                     (!e->is_reg && bt_is_frame_slot_set(bt, e->frameno, e->spi))) {
3821                         some_precise = true;
3822                         break;
3823                 }
3824         }
3825
3826         if (!some_precise)
3827                 return;
3828
3829         for (i = 0; i < linked_regs.cnt; ++i) {
3830                 struct linked_reg *e = &linked_regs.entries[i];
3831
3832                 if (e->is_reg)
3833                         bt_set_frame_reg(bt, e->frameno, e->regno);
3834                 else
3835                         bt_set_frame_slot(bt, e->frameno, e->spi);
3836         }
3837 }
3838
3839 static bool calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
3840
3841 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3842  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3843  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3844  *
3845  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3846  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3847  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3848  *   - *was* processed previously during backtracking.
3849  */
3850 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3851                           struct bpf_insn_hist_entry *hist, struct backtrack_state *bt)
3852 {
3853         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3854                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3855                 .cb_print       = verbose,
3856                 .private_data   = env,
3857         };
3858         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3859         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3860         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3861         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3862         u32 dreg = insn->dst_reg;
3863         u32 sreg = insn->src_reg;
3864         u32 spi, i, fr;
3865
3866         if (insn->code == 0)
3867                 return 0;
3868         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3869                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3870                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3871                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3872                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3873                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3874                 verbose(env, "%d: ", idx);
3875                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3876         }
3877
3878         /* If there is a history record that some registers gained range at this insn,
3879          * propagate precision marks to those registers, so that bt_is_reg_set()
3880          * accounts for these registers.
3881          */
3882         bt_sync_linked_regs(bt, hist);
3883
3884         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3885                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3886                         return 0;
3887                 if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
3888                         /* sreg is reserved and unused
3889                          * dreg still need precision before this insn
3890                          */
3891                         return 0;
3892                 } else if (opcode == BPF_MOV) {
3893                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3894                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3895                                  * dreg needs precision after this insn
3896                                  * sreg needs precision before this insn
3897                                  */
3898                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3899                                 if (sreg != BPF_REG_FP)
3900                                         bt_set_reg(bt, sreg);
3901                         } else {
3902                                 /* dreg = K
3903                                  * dreg needs precision after this insn.
3904                                  * Corresponding register is already marked
3905                                  * as precise=true in this verifier state.
3906                                  * No further markings in parent are necessary
3907                                  */
3908                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3909                         }
3910                 } else {
3911                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3912                                 /* dreg += sreg
3913                                  * both dreg and sreg need precision
3914                                  * before this insn
3915                                  */
3916                                 if (sreg != BPF_REG_FP)
3917                                         bt_set_reg(bt, sreg);
3918                         } /* else dreg += K
3919                            * dreg still needs precision before this insn
3920                            */
3921                 }
3922         } else if (class == BPF_LDX) {
3923                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3924                         return 0;
3925                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3926
3927                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3928                  * Load from any other memory can be zero extended.
3929                  * The desire to keep that precision is already indicated
3930                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3931                  * No further tracking necessary.
3932                  */
3933                 if (!hist || !(hist->flags & INSN_F_STACK_ACCESS))
3934                         return 0;
3935                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3936                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3937                  * tracked with precision
3938                  */
3939                 spi = insn_stack_access_spi(hist->flags);
3940                 fr = insn_stack_access_frameno(hist->flags);
3941                 bt_set_frame_slot(bt, fr, spi);
3942         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3943                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3944                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3945                          * to access memory. It means backtracking
3946                          * encountered a case of pointer subtraction.
3947                          */
3948                         return -ENOTSUPP;
3949                 /* scalars can only be spilled into stack */
3950                 if (!hist || !(hist->flags & INSN_F_STACK_ACCESS))
3951                         return 0;
3952                 spi = insn_stack_access_spi(hist->flags);
3953                 fr = insn_stack_access_frameno(hist->flags);
3954                 if (!bt_is_frame_slot_set(bt, fr, spi))
3955                         return 0;
3956                 bt_clear_frame_slot(bt, fr, spi);
3957                 if (class == BPF_STX)
3958                         bt_set_reg(bt, sreg);
3959         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3960                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3961                         int subprog_insn_idx, subprog;
3962
3963                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3964                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3965                         if (subprog < 0)
3966                                 return -EFAULT;
3967
3968                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3969                                 /* check that jump history doesn't have any
3970                                  * extra instructions from subprog; the next
3971                                  * instruction after call to global subprog
3972                                  * should be literally next instruction in
3973                                  * caller program
3974                                  */
3975                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3976                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3977                                  * so for global func call it shouldn't be set
3978                                  * anymore
3979                                  */
3980                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3981                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3982                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3983                                         return -EFAULT;
3984                                 }
3985                                 /* global subprog always sets R0 */
3986                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3987                                 return 0;
3988                         } else {
3989                                 /* static subprog call instruction, which
3990                                  * means that we are exiting current subprog,
3991                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3992                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3993                                  * the current frame should be zero by now
3994                                  */
3995                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3996                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3997                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3998                                         return -EFAULT;
3999                                 }
4000                                 /* we are now tracking register spills correctly,
4001                                  * so any instance of leftover slots is a bug
4002                                  */
4003                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0) {
4004                                         verbose(env, "BUG stack slots %llx\n", bt_stack_mask(bt));
4005                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (subprog leftover stack slots)");
4006                                         return -EFAULT;
4007                                 }
4008                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
4009                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
4010                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
4011                                                 bt_clear_reg(bt, i);
4012                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
4013                                         }
4014                                 }
4015                                 if (bt_subprog_exit(bt))
4016                                         return -EFAULT;
4017                                 return 0;
4018                         }
4019                 } else if (is_sync_callback_calling_insn(insn) && idx != subseq_idx - 1) {
4020                         /* exit from callback subprog to callback-calling helper or
4021                          * kfunc call. Use idx/subseq_idx check to discern it from
4022                          * straight line code backtracking.
4023                          * Unlike the subprog call handling above, we shouldn't
4024                          * propagate precision of r1-r5 (if any requested), as they are
4025                          * not actually arguments passed directly to callback subprogs
4026                          */
4027                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
4028                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
4029                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4030                                 return -EFAULT;
4031                         }
4032                         if (bt_stack_mask(bt) != 0) {
4033                                 verbose(env, "BUG stack slots %llx\n", bt_stack_mask(bt));
4034                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (callback leftover stack slots)");
4035                                 return -EFAULT;
4036                         }
4037                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
4038                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
4039                                 bt_clear_reg(bt, i);
4040                         if (bt_subprog_exit(bt))
4041                                 return -EFAULT;
4042                         return 0;
4043                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
4044                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
4045                          * catch this error later. Make backtracking conservative
4046                          * with ENOTSUPP.
4047                          */
4048                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
4049                                 return -ENOTSUPP;
4050                         /* regular helper call sets R0 */
4051                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
4052                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
4053                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
4054                                  * they should have been found already.
4055                                  */
4056                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
4057                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4058                                 return -EFAULT;
4059                         }
4060                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
4061                         bool r0_precise;
4062
4063                         /* Backtracking to a nested function call, 'idx' is a part of
4064                          * the inner frame 'subseq_idx' is a part of the outer frame.
4065                          * In case of a regular function call, instructions giving
4066                          * precision to registers R1-R5 should have been found already.
4067                          * In case of a callback, it is ok to have R1-R5 marked for
4068                          * backtracking, as these registers are set by the function
4069                          * invoking callback.
4070                          */
4071                         if (subseq_idx >= 0 && calls_callback(env, subseq_idx))
4072                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
4073                                         bt_clear_reg(bt, i);
4074                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
4075                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
4076                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4077                                 return -EFAULT;
4078                         }
4079
4080                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
4081                          * right after the call instruction, so by checking
4082                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
4083                          * call or not we can distinguish actual exit from
4084                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
4085                          * case, we need to propagate r0 precision, if
4086                          * necessary. In the former we never do that.
4087                          */
4088                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
4089                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
4090                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
4091
4092                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
4093                         if (bt_subprog_enter(bt))
4094                                 return -EFAULT;
4095
4096                         if (r0_precise)
4097                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
4098                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
4099                          * bitmasks until we return back from callee(s)
4100                          */
4101                         return 0;
4102                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
4103                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
4104                                 return 0;
4105                         /* dreg <cond> sreg
4106                          * Both dreg and sreg need precision before
4107                          * this insn. If only sreg was marked precise
4108                          * before it would be equally necessary to
4109                          * propagate it to dreg.
4110                          */
4111                         bt_set_reg(bt, dreg);
4112                         bt_set_reg(bt, sreg);
4113                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
4114                          /* dreg <cond> K
4115                           * Only dreg still needs precision before
4116                           * this insn, so for the K-based conditional
4117                           * there is nothing new to be marked.
4118                           */
4119                 }
4120         } else if (class == BPF_LD) {
4121                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
4122                         return 0;
4123                 bt_clear_reg(bt, dreg);
4124                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
4125                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
4126                  * into parent is necessary
4127                  */
4128                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
4129                         /* to be analyzed */
4130                         return -ENOTSUPP;
4131         }
4132         /* Propagate precision marks to linked registers, to account for
4133          * registers marked as precise in this function.
4134          */
4135         bt_sync_linked_regs(bt, hist);
4136         return 0;
4137 }
4138
4139 /* the scalar precision tracking algorithm:
4140  * . at the start all registers have precise=false.
4141  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
4142  * . once precise value of the scalar register is used in:
4143  *   .  ptr + scalar alu
4144  *   . if (scalar cond K|scalar)
4145  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
4146  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
4147  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
4148  *   should be precise.
4149  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
4150  *   are equivalent if both are not precise.
4151  *
4152  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
4153  * since many different registers and stack slots could have been
4154  * used to compute single precise scalar.
4155  *
4156  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
4157  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
4158  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
4159  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
4160  *
4161  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
4162  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
4163  * All other branches will be explored for needing precision later.
4164  *
4165  * The backtracking needs to deal with cases like:
4166  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
4167  * r9 -= r8
4168  * r5 = r9
4169  * if r5 > 0x79f goto pc+7
4170  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
4171  * r5 += 1
4172  * ...
4173  * call bpf_perf_event_output#25
4174  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
4175  *
4176  * and this case:
4177  * r6 = 1
4178  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
4179  * r0 += r6
4180  * if r0 == 0 goto
4181  *
4182  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
4183  *
4184  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
4185  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
4186  * may incorrectly prune callers. This is similar to
4187  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
4188  *
4189  * For now backtracking falls back into conservative marking.
4190  */
4191 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
4192                                      struct bpf_verifier_state *st)
4193 {
4194         struct bpf_func_state *func;
4195         struct bpf_reg_state *reg;
4196         int i, j;
4197
4198         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4199                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
4200                         st->curframe);
4201         }
4202
4203         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
4204          * pop_stack may still get !precise scalars.
4205          * We also skip current state and go straight to first parent state,
4206          * because precision markings in current non-checkpointed state are
4207          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
4208          */
4209         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
4210                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
4211                         func = st->frame[i];
4212                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
4213                                 reg = &func->regs[j];
4214                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
4215                                         continue;
4216                                 reg->precise = true;
4217                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4218                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
4219                                                 i, j);
4220                                 }
4221                         }
4222                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
4223                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
4224                                         continue;
4225                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
4226                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
4227                                         continue;
4228                                 reg->precise = true;
4229                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4230                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
4231                                                 i, -(j + 1) * 8);
4232                                 }
4233                         }
4234                 }
4235         }
4236 }
4237
4238 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
4239 {
4240         struct bpf_func_state *func;
4241         struct bpf_reg_state *reg;
4242         int i, j;
4243
4244         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
4245                 func = st->frame[i];
4246                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
4247                         reg = &func->regs[j];
4248                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
4249                                 continue;
4250                         reg->precise = false;
4251                 }
4252                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
4253                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
4254                                 continue;
4255                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
4256                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
4257                                 continue;
4258                         reg->precise = false;
4259                 }
4260         }
4261 }
4262
4263 /*
4264  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
4265  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
4266  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
4267  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
4268  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
4269  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
4270  * logic). This backtracking relies on recorded insn_hist and is able to
4271  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
4272  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
4273  * precise.
4274  *
4275  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
4276  * the currently verified state (current state). It is important to understand
4277  * why this is the case.
4278  *
4279  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
4280  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
4281  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
4282  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
4283  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
4284  * into one or more children states.
4285  *
4286  * In the former case, precise markings in current state are completely
4287  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
4288  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
4289  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
4290  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
4291  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
4292  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
4293  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
4294  * important to realize that in this case, even after marking current state
4295  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
4296  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
4297  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
4298  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
4299  * markings set or not.
4300  *
4301  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
4302  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
4303  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
4304  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
4305  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
4306  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
4307  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
4308  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
4309  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
4310  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
4311  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
4312  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
4313  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
4314  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
4315  * they have no more active children state, state comparison logic in
4316  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
4317  * required for correctness.
4318  *
4319  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
4320  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
4321  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
4322  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
4323  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
4324  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
4325  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
4326  * matter, current state can be discarded because from that instruction
4327  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
4328  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
4329  * forget the history of how we got here.
4330  *
4331  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
4332  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
4333  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
4334  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
4335  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
4336  * not set precise marking in current state. If no child state requires
4337  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
4338  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
4339  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
4340  * propagation from child state to parent states.
4341  *
4342  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
4343  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
4344  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
4345  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
4346  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
4347  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
4348  * finalized states which help in short circuiting more future states.
4349  */
4350 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4351 {
4352         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
4353         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
4354         int first_idx = st->first_insn_idx;
4355         int last_idx = env->insn_idx;
4356         int subseq_idx = -1;
4357         struct bpf_func_state *func;
4358         struct bpf_reg_state *reg;
4359         bool skip_first = true;
4360         int i, fr, err;
4361
4362         if (!env->bpf_capable)
4363                 return 0;
4364
4365         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
4366         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
4367
4368         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
4369          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
4370          * tracking in the current state is unnecessary.
4371          */
4372         func = st->frame[bt->frame];
4373         if (regno >= 0) {
4374                 reg = &func->regs[regno];
4375                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4376                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
4377                         return -EFAULT;
4378                 }
4379                 bt_set_reg(bt, regno);
4380         }
4381
4382         if (bt_empty(bt))
4383                 return 0;
4384
4385         for (;;) {
4386                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4387                 u32 hist_start = st->insn_hist_start;
4388                 u32 hist_end = st->insn_hist_end;
4389                 struct bpf_insn_hist_entry *hist;
4390
4391                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4392                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4393                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4394                 }
4395
4396                 if (last_idx < 0) {
4397                         /* we are at the entry into subprog, which
4398                          * is expected for global funcs, but only if
4399                          * requested precise registers are R1-R5
4400                          * (which are global func's input arguments)
4401                          */
4402                         if (st->curframe == 0 &&
4403                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4404                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4405                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4406                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4407                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4408                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4409                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4410                                         bt_clear_reg(bt, i);
4411                                         if (reg->type == SCALAR_VALUE)
4412                                                 reg->precise = true;
4413                                 }
4414                                 return 0;
4415                         }
4416
4417                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4418                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4419                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4420                         return -EFAULT;
4421                 }
4422
4423                 for (i = last_idx;;) {
4424                         if (skip_first) {
4425                                 err = 0;
4426                                 skip_first = false;
4427                         } else {
4428                                 hist = get_insn_hist_entry(env, hist_start, hist_end, i);
4429                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, hist, bt);
4430                         }
4431                         if (err == -ENOTSUPP) {
4432                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4433                                 bt_reset(bt);
4434                                 return 0;
4435                         } else if (err) {
4436                                 return err;
4437                         }
4438                         if (bt_empty(bt))
4439                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4440                                  * Since this state is already marked, just return.
4441                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4442                                  */
4443                                 return 0;
4444                         subseq_idx = i;
4445                         i = get_prev_insn_idx(env, st, i, hist_start, &hist_end);
4446                         if (i == -ENOENT)
4447                                 break;
4448                         if (i >= env->prog->len) {
4449                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4450                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4451                                  * to backtrack.
4452                                  * It means the backtracking missed the spot where
4453                                  * particular register was initialized with a constant.
4454                                  */
4455                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4456                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4457                                 return -EFAULT;
4458                         }
4459                 }
4460                 st = st->parent;
4461                 if (!st)
4462                         break;
4463
4464                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4465                         func = st->frame[fr];
4466                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4467                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4468                                 reg = &func->regs[i];
4469                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4470                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4471                                         continue;
4472                                 }
4473                                 if (reg->precise)
4474                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4475                                 else
4476                                         reg->precise = true;
4477                         }
4478
4479                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4480                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4481                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4482                                         verbose(env, "BUG backtracking (stack slot %d, total slots %d)\n",
4483                                                 i, func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE);
4484                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug (stack slot out of bounds)");
4485                                         return -EFAULT;
4486                                 }
4487
4488                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4489                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4490                                         continue;
4491                                 }
4492                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4493                                 if (reg->precise)
4494                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4495                                 else
4496                                         reg->precise = true;
4497                         }
4498                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4499                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4500                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4501                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4502                                         fr, env->tmp_str_buf);
4503                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4504                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4505                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4506                                 print_verifier_state(env, func, true);
4507                         }
4508                 }
4509
4510                 if (bt_empty(bt))
4511                         return 0;
4512
4513                 subseq_idx = first_idx;
4514                 last_idx = st->last_insn_idx;
4515                 first_idx = st->first_insn_idx;
4516         }
4517
4518         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4519          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4520          * fallback to marking all precise
4521          */
4522         if (!bt_empty(bt)) {
4523                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4524                 bt_reset(bt);
4525         }
4526
4527         return 0;
4528 }
4529
4530 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4531 {
4532         return __mark_chain_precision(env, regno);
4533 }
4534
4535 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4536  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4537  */
4538 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4539 {
4540         return __mark_chain_precision(env, -1);
4541 }
4542
4543 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4544 {
4545         switch (base_type(type)) {
4546         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4547         case PTR_TO_STACK:
4548         case PTR_TO_CTX:
4549         case PTR_TO_PACKET:
4550         case PTR_TO_PACKET_META:
4551         case PTR_TO_PACKET_END:
4552         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4553         case CONST_PTR_TO_MAP:
4554         case PTR_TO_SOCKET:
4555         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4556         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4557         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4558         case PTR_TO_BTF_ID:
4559         case PTR_TO_BUF:
4560         case PTR_TO_MEM:
4561         case PTR_TO_FUNC:
4562         case PTR_TO_MAP_KEY:
4563         case PTR_TO_ARENA:
4564                 return true;
4565         default:
4566                 return false;
4567         }
4568 }
4569
4570 /* Does this register contain a constant zero? */
4571 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4572 {
4573         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4574 }
4575
4576 /* check if register is a constant scalar value */
4577 static bool is_reg_const(struct bpf_reg_state *reg, bool subreg32)
4578 {
4579         return reg->type == SCALAR_VALUE &&
4580                tnum_is_const(subreg32 ? tnum_subreg(reg->var_off) : reg->var_off);
4581 }
4582
4583 /* assuming is_reg_const() is true, return constant value of a register */
4584 static u64 reg_const_value(struct bpf_reg_state *reg, bool subreg32)
4585 {
4586         return subreg32 ? tnum_subreg(reg->var_off).value : reg->var_off.value;
4587 }
4588
4589 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4590                                const struct bpf_reg_state *reg)
4591 {
4592         if (allow_ptr_leaks)
4593                 return false;
4594
4595         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4596 }
4597
4598 static void assign_scalar_id_before_mov(struct bpf_verifier_env *env,
4599                                         struct bpf_reg_state *src_reg)
4600 {
4601         if (src_reg->type != SCALAR_VALUE)
4602                 return;
4603
4604         if (src_reg->id & BPF_ADD_CONST) {
4605                 /*
4606                  * The verifier is processing rX = rY insn and
4607                  * rY->id has special linked register already.
4608                  * Cleared it, since multiple rX += const are not supported.
4609                  */
4610                 src_reg->id = 0;
4611                 src_reg->off = 0;
4612         }
4613
4614         if (!src_reg->id && !tnum_is_const(src_reg->var_off))
4615                 /* Ensure that src_reg has a valid ID that will be copied to
4616                  * dst_reg and then will be used by sync_linked_regs() to
4617                  * propagate min/max range.
4618                  */
4619                 src_reg->id = ++env->id_gen;
4620 }
4621
4622 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4623 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4624 {
4625         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4626         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4627
4628         *dst = *src;
4629         dst->parent = parent;
4630         dst->live = live;
4631 }
4632
4633 static void save_register_state(struct bpf_verifier_env *env,
4634                                 struct bpf_func_state *state,
4635                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4636                                 int size)
4637 {
4638         int i;
4639
4640         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4641         if (size == BPF_REG_SIZE)
4642                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4643
4644         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4645                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4646
4647         /* size < 8 bytes spill */
4648         for (; i; i--)
4649                 mark_stack_slot_misc(env, &state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4650 }
4651
4652 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4653 {
4654         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4655 }
4656
4657 static int get_reg_width(struct bpf_reg_state *reg)
4658 {
4659         return fls64(reg->umax_value);
4660 }
4661
4662 /* See comment for mark_fastcall_pattern_for_call() */
4663 static void check_fastcall_stack_contract(struct bpf_verifier_env *env,
4664                                           struct bpf_func_state *state, int insn_idx, int off)
4665 {
4666         struct bpf_subprog_info *subprog = &env->subprog_info[state->subprogno];
4667         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
4668         int i;
4669
4670         if (subprog->fastcall_stack_off <= off || aux[insn_idx].fastcall_pattern)
4671                 return;
4672         /* access to the region [max_stack_depth .. fastcall_stack_off)
4673          * from something that is not a part of the fastcall pattern,
4674          * disable fastcall rewrites for current subprogram by setting
4675          * fastcall_stack_off to a value smaller than any possible offset.
4676          */
4677         subprog->fastcall_stack_off = S16_MIN;
4678         /* reset fastcall aux flags within subprogram,
4679          * happens at most once per subprogram
4680          */
4681         for (i = subprog->start; i < (subprog + 1)->start; ++i) {
4682                 aux[i].fastcall_spills_num = 0;
4683                 aux[i].fastcall_pattern = 0;
4684         }
4685 }
4686
4687 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4688  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4689  */
4690 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4691                                        /* stack frame we're writing to */
4692                                        struct bpf_func_state *state,
4693                                        int off, int size, int value_regno,
4694                                        int insn_idx)
4695 {
4696         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4697         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4698         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4699         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4700         int insn_flags = insn_stack_access_flags(state->frameno, spi);
4701
4702         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4703          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4704          */
4705         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4706             is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
4707             !is_spilled_scalar_reg(&state->stack[spi]) &&
4708             size != BPF_REG_SIZE) {
4709                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4710                 return -EACCES;
4711         }
4712
4713         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4714         if (value_regno >= 0)
4715                 reg = &cur->regs[value_regno];
4716         if (!env->bypass_spec_v4) {
4717                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4718
4719                 for (i = 0; i < size; i++) {
4720                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4721
4722                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4723                                 sanitize = true;
4724                                 break;
4725                         }
4726                 }
4727
4728                 if (sanitize)
4729                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4730         }
4731
4732         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4733         if (err)
4734                 return err;
4735
4736         check_fastcall_stack_contract(env, state, insn_idx, off);
4737         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4738         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && reg->type == SCALAR_VALUE && env->bpf_capable) {
4739                 bool reg_value_fits;
4740
4741                 reg_value_fits = get_reg_width(reg) <= BITS_PER_BYTE * size;
4742                 /* Make sure that reg had an ID to build a relation on spill. */
4743                 if (reg_value_fits)
4744                         assign_scalar_id_before_mov(env, reg);
4745                 save_register_state(env, state, spi, reg, size);
4746                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4747                 if (!reg_value_fits)
4748                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4749         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4750                    env->bpf_capable) {
4751                 struct bpf_reg_state *tmp_reg = &env->fake_reg[0];
4752
4753                 memset(tmp_reg, 0, sizeof(*tmp_reg));
4754                 __mark_reg_known(tmp_reg, insn->imm);
4755                 tmp_reg->type = SCALAR_VALUE;
4756                 save_register_state(env, state, spi, tmp_reg, size);
4757         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4758                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4759                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4760                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4761                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4762                         return -EACCES;
4763                 }
4764                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4765                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4766                         return -EINVAL;
4767                 }
4768                 save_register_state(env, state, spi, reg, size);
4769         } else {
4770                 u8 type = STACK_MISC;
4771
4772                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4773                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4774                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4775                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4776                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4777                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4778
4779                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4780                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4781                  * when stack slots are partially written.
4782                  * This heuristic means that read propagation will be
4783                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4784                  * to stack slots all the way to first state when programs
4785                  * writes+reads less than 8 bytes
4786                  */
4787                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4788                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4789
4790                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4791                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4792                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4793                         /* STACK_ZERO case happened because register spill
4794                          * wasn't properly aligned at the stack slot boundary,
4795                          * so it's not a register spill anymore; force
4796                          * originating register to be precise to make
4797                          * STACK_ZERO correct for subsequent states
4798                          */
4799                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4800                         if (err)
4801                                 return err;
4802                         type = STACK_ZERO;
4803                 }
4804
4805                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4806                 for (i = 0; i < size; i++)
4807                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] = type;
4808                 insn_flags = 0; /* not a register spill */
4809         }
4810
4811         if (insn_flags)
4812                 return push_insn_history(env, env->cur_state, insn_flags, 0);
4813         return 0;
4814 }
4815
4816 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4817  * known to contain a variable offset.
4818  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4819  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4820  * dynamic range is potentially written to.
4821  *
4822  * 'off' includes 'regno->off'.
4823  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4824  * the stack.
4825  *
4826  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4827  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4828  * future reads cannot be terminated by this write.
4829  *
4830  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4831  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4832  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4833  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4834  */
4835 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4836                                      /* func where register points to */
4837                                      struct bpf_func_state *state,
4838                                      int ptr_regno, int off, int size,
4839                                      int value_regno, int insn_idx)
4840 {
4841         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4842         int min_off, max_off;
4843         int i, err;
4844         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4845         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4846         bool writing_zero = false;
4847         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4848          * stack slots remain STACK_ZERO
4849          */
4850         bool zero_used = false;
4851
4852         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4853         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4854         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4855         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4856         if (value_regno >= 0)
4857                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4858         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4859             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4860                 writing_zero = true;
4861
4862         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4863                 int spi;
4864
4865                 spi = __get_spi(i);
4866                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4867                 if (err)
4868                         return err;
4869         }
4870
4871         check_fastcall_stack_contract(env, state, insn_idx, min_off);
4872         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4873         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4874                 u8 new_type, *stype;
4875                 int slot, spi;
4876
4877                 slot = -i - 1;
4878                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4879                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4880                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4881
4882                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4883                         /* Reject the write if range we may write to has not
4884                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4885                          * here, the ptr status would be erased below (even
4886                          * though not all slots are actually overwritten),
4887                          * possibly opening the door to leaks.
4888                          *
4889                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4890                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4891                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4892                          * that slot.
4893                          */
4894                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4895                                 insn_idx, i);
4896                         return -EINVAL;
4897                 }
4898
4899                 /* If writing_zero and the spi slot contains a spill of value 0,
4900                  * maintain the spill type.
4901                  */
4902                 if (writing_zero && *stype == STACK_SPILL &&
4903                     is_spilled_scalar_reg(&state->stack[spi])) {
4904                         struct bpf_reg_state *spill_reg = &state->stack[spi].spilled_ptr;
4905
4906                         if (tnum_is_const(spill_reg->var_off) && spill_reg->var_off.value == 0) {
4907                                 zero_used = true;
4908                                 continue;
4909                         }
4910                 }
4911
4912                 /* Erase all other spilled pointers. */
4913                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4914
4915                 /* Update the slot type. */
4916                 new_type = STACK_MISC;
4917                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4918                         new_type = STACK_ZERO;
4919                         zero_used = true;
4920                 }
4921                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4922                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4923                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4924                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4925                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4926                  * that may or may not be written because, if we're reject
4927                  * them, the error would be too confusing.
4928                  */
4929                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4930                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4931                                         insn_idx, i);
4932                         return -EINVAL;
4933                 }
4934                 *stype = new_type;
4935         }
4936         if (zero_used) {
4937                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4938                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4939                 if (err)
4940                         return err;
4941         }
4942         return 0;
4943 }
4944
4945 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4946  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4947  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4948  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4949  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4950  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4951  * read.
4952  */
4953 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4954                                 /* func where src register points to */
4955                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4956                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4957 {
4958         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4959         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4960         int i, slot, spi;
4961         u8 *stype;
4962         int zeros = 0;
4963
4964         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4965                 slot = -i - 1;
4966                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4967                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4968                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4969                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4970                         break;
4971                 zeros++;
4972         }
4973         if (zeros == max_off - min_off) {
4974                 /* Any access_size read into register is zero extended,
4975                  * so the whole register == const_zero.
4976                  */
4977                 __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
4978         } else {
4979                 /* have read misc data from the stack */
4980                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4981         }
4982         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4983 }
4984
4985 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4986  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4987  * spilled reg.
4988  *
4989  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4990  * register.
4991  *
4992  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4993  */
4994 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4995                                       /* func where src register points to */
4996                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4997                                       int off, int size, int dst_regno)
4998 {
4999         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5000         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5001         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
5002         struct bpf_reg_state *reg;
5003         u8 *stype, type;
5004         int insn_flags = insn_stack_access_flags(reg_state->frameno, spi);
5005
5006         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
5007         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
5008
5009         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
5010         check_fastcall_stack_contract(env, state, env->insn_idx, off);
5011
5012         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
5013                 u8 spill_size = 1;
5014
5015                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
5016                         spill_size++;
5017
5018                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
5019                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
5020                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
5021                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
5022                                 return -EACCES;
5023                         }
5024
5025                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
5026                         if (dst_regno < 0)
5027                                 return 0;
5028
5029                         if (size <= spill_size &&
5030                             bpf_stack_narrow_access_ok(off, size, spill_size)) {
5031                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
5032                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
5033                                  */
5034                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
5035
5036                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
5037                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
5038
5039                                 /* Break the relation on a narrowing fill.
5040                                  * coerce_reg_to_size will adjust the boundaries.
5041                                  */
5042                                 if (get_reg_width(reg) > size * BITS_PER_BYTE)
5043                                         state->regs[dst_regno].id = 0;
5044                         } else {
5045                                 int spill_cnt = 0, zero_cnt = 0;
5046
5047                                 for (i = 0; i < size; i++) {
5048                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
5049                                         if (type == STACK_SPILL) {
5050                                                 spill_cnt++;
5051                                                 continue;
5052                                         }
5053                                         if (type == STACK_MISC)
5054                                                 continue;
5055                                         if (type == STACK_ZERO) {
5056                                                 zero_cnt++;
5057                                                 continue;
5058                                         }
5059                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
5060                                                 continue;
5061                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
5062                                                 off, i, size);
5063                                         return -EACCES;
5064                                 }
5065
5066                                 if (spill_cnt == size &&
5067                                     tnum_is_const(reg->var_off) && reg->var_off.value == 0) {
5068                                         __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
5069                                         /* this IS register fill, so keep insn_flags */
5070                                 } else if (zero_cnt == size) {
5071                                         /* similarly to mark_reg_stack_read(), preserve zeroes */
5072                                         __mark_reg_const_zero(env, &state->regs[dst_regno]);
5073                                         insn_flags = 0; /* not restoring original register state */
5074                                 } else {
5075                                         mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
5076                                         insn_flags = 0; /* not restoring original register state */
5077                                 }
5078                         }
5079                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
5080                 } else if (dst_regno >= 0) {
5081                         /* restore register state from stack */
5082                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
5083                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
5084                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
5085                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
5086                          */
5087                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
5088                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
5089                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
5090                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
5091                          * (e.g. for XADD).
5092                          * We must not allow unprivileged callers to do that
5093                          * with spilled pointers.
5094                          */
5095                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
5096                                 off);
5097                         return -EACCES;
5098                 }
5099                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
5100         } else {
5101                 for (i = 0; i < size; i++) {
5102                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
5103                         if (type == STACK_MISC)
5104                                 continue;
5105                         if (type == STACK_ZERO)
5106                                 continue;
5107                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
5108                                 continue;
5109                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
5110                                 off, i, size);
5111                         return -EACCES;
5112                 }
5113                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
5114                 if (dst_regno >= 0)
5115                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
5116                 insn_flags = 0; /* we are not restoring spilled register */
5117         }
5118         if (insn_flags)
5119                 return push_insn_history(env, env->cur_state, insn_flags, 0);
5120         return 0;
5121 }
5122
5123 enum bpf_access_src {
5124         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
5125         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
5126 };
5127
5128 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
5129                                          int regno, int off, int access_size,
5130                                          bool zero_size_allowed,
5131                                          enum bpf_access_src type,
5132                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
5133
5134 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5135 {
5136         return cur_regs(env) + regno;
5137 }
5138
5139 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
5140  * 'dst_regno'.
5141  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
5142  * but not its variable offset.
5143  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
5144  *
5145  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
5146  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
5147  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
5148  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
5149  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
5150  * instead.
5151  */
5152 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
5153                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
5154 {
5155         /* The state of the source register. */
5156         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
5157         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
5158         int err;
5159         int min_off, max_off;
5160
5161         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
5162          */
5163         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
5164                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
5165         if (err)
5166                 return err;
5167
5168         min_off = reg->smin_value + off;
5169         max_off = reg->smax_value + off;
5170         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
5171         check_fastcall_stack_contract(env, ptr_state, env->insn_idx, min_off);
5172         return 0;
5173 }
5174
5175 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
5176  * check_stack_read_var_off.
5177  *
5178  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
5179  * bounds.
5180  *
5181  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
5182  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
5183  */
5184 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
5185                             int ptr_regno, int off, int size,
5186                             int dst_regno)
5187 {
5188         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
5189         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5190         int err;
5191         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
5192         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
5193
5194         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
5195          * register, in order to not leak pointers (see
5196          * check_stack_read_fixed_off).
5197          */
5198         if (dst_regno < 0 && var_off) {
5199                 char tn_buf[48];
5200
5201                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5202                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
5203                         tn_buf, off, size);
5204                 return -EACCES;
5205         }
5206         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
5207          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
5208          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
5209          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
5210          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
5211          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
5212          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
5213          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
5214          */
5215         if (!var_off) {
5216                 off += reg->var_off.value;
5217                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
5218                                                  dst_regno);
5219         } else {
5220                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
5221                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
5222                  * branch.
5223                  */
5224                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
5225                                                dst_regno);
5226         }
5227         return err;
5228 }
5229
5230
5231 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
5232  * check_stack_write_var_off.
5233  *
5234  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
5235  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
5236  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
5237  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
5238  *
5239  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
5240  */
5241 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
5242                              int ptr_regno, int off, int size,
5243                              int value_regno, int insn_idx)
5244 {
5245         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
5246         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5247         int err;
5248
5249         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5250                 off += reg->var_off.value;
5251                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
5252                                                   value_regno, insn_idx);
5253         } else {
5254                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
5255                  * than fixed offset ones.
5256                  */
5257                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
5258                                                 ptr_regno, off, size,
5259                                                 value_regno, insn_idx);
5260         }
5261         return err;
5262 }
5263
5264 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5265                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
5266 {
5267         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5268         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
5269         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
5270
5271         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
5272                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5273                         map->value_size, off, size);
5274                 return -EACCES;
5275         }
5276
5277         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
5278                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5279                         map->value_size, off, size);
5280                 return -EACCES;
5281         }
5282
5283         return 0;
5284 }
5285
5286 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
5287 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5288                               int off, int size, u32 mem_size,
5289                               bool zero_size_allowed)
5290 {
5291         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
5292         struct bpf_reg_state *reg;
5293
5294         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
5295                 return 0;
5296
5297         reg = &cur_regs(env)[regno];
5298         switch (reg->type) {
5299         case PTR_TO_MAP_KEY:
5300                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
5301                         mem_size, off, size);
5302                 break;
5303         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5304                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
5305                         mem_size, off, size);
5306                 break;
5307         case PTR_TO_PACKET:
5308         case PTR_TO_PACKET_META:
5309         case PTR_TO_PACKET_END:
5310                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
5311                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
5312                 break;
5313         case PTR_TO_MEM:
5314         default:
5315                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
5316                         mem_size, off, size);
5317         }
5318
5319         return -EACCES;
5320 }
5321
5322 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
5323 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5324                                    int off, int size, u32 mem_size,
5325                                    bool zero_size_allowed)
5326 {
5327         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5328         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5329         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5330         int err;
5331
5332         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
5333          * need to try adding each of min_value and max_value to off
5334          * to make sure our theoretical access will be safe.
5335          *
5336          * The minimum value is only important with signed
5337          * comparisons where we can't assume the floor of a
5338          * value is 0.  If we are using signed variables for our
5339          * index'es we need to make sure that whatever we use
5340          * will have a set floor within our range.
5341          */
5342         if (reg->smin_value < 0 &&
5343             (reg->smin_value == S64_MIN ||
5344              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
5345               reg->smin_value + off < 0)) {
5346                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5347                         regno);
5348                 return -EACCES;
5349         }
5350         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
5351                                  mem_size, zero_size_allowed);
5352         if (err) {
5353                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
5354                         regno);
5355                 return err;
5356         }
5357
5358         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
5359          * sure we won't do bad things.
5360          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
5361          */
5362         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
5363                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
5364                         regno);
5365                 return -EACCES;
5366         }
5367         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
5368                                  mem_size, zero_size_allowed);
5369         if (err) {
5370                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
5371                         regno);
5372                 return err;
5373         }
5374
5375         return 0;
5376 }
5377
5378 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5379                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
5380                                bool fixed_off_ok)
5381 {
5382         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
5383          * is only allowed in its original, unmodified form.
5384          */
5385
5386         if (reg->off < 0) {
5387                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5388                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5389                 return -EACCES;
5390         }
5391
5392         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
5393                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
5394                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
5395                 return -EACCES;
5396         }
5397
5398         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5399                 char tn_buf[48];
5400
5401                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5402                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
5403                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
5404                 return -EACCES;
5405         }
5406
5407         return 0;
5408 }
5409
5410 static int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5411                              const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
5412 {
5413         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
5414 }
5415
5416 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
5417                                struct btf_field *kptr_field,
5418                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
5419 {
5420         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
5421         int perm_flags;
5422         const char *reg_name = "";
5423
5424         if (btf_is_kernel(reg->btf)) {
5425                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
5426
5427                 /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
5428                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5429                         perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
5430         } else {
5431                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | MEM_ALLOC;
5432                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
5433                         perm_flags |= MEM_PERCPU;
5434         }
5435
5436         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
5437                 goto bad_type;
5438
5439         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5440         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5441
5442         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5443          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5444          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5445          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5446          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5447          */
5448         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5449                 return -EACCES;
5450
5451         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux, module or prog BTF, and
5452          * we also need to take into account the reg->off.
5453          *
5454          * We want to support cases like:
5455          *
5456          * struct foo {
5457          *         struct bar br;
5458          *         struct baz bz;
5459          * };
5460          *
5461          * struct foo *v;
5462          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5463          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5464          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5465          *                    // first member type of struct after comparison fails
5466          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5467          *                    // to match type
5468          *
5469          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5470          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5471          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5472          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5473          * strict mode to true for type match.
5474          */
5475         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5476                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5477                                   kptr_field->type != BPF_KPTR_UNREF))
5478                 goto bad_type;
5479         return 0;
5480 bad_type:
5481         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5482                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5483         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5484         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5485                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5486                         targ_name);
5487         else
5488                 verbose(env, "\n");
5489         return -EINVAL;
5490 }
5491
5492 static bool in_sleepable(struct bpf_verifier_env *env)
5493 {
5494         return env->prog->sleepable ||
5495                (env->cur_state && env->cur_state->in_sleepable);
5496 }
5497
5498 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5499  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5500  */
5501 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5502 {
5503         return env->cur_state->active_rcu_lock ||
5504                cur_func(env)->active_locks ||
5505                !in_sleepable(env);
5506 }
5507
5508 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5509 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5510 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5511 #ifdef CONFIG_CGROUPS
5512 BTF_ID(struct, cgroup)
5513 #endif
5514 #ifdef CONFIG_BPF_JIT
5515 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5516 #endif
5517 BTF_ID(struct, task_struct)
5518 BTF_ID(struct, bpf_crypto_ctx)
5519 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5520
5521 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5522 {
5523         if (!btf_is_kernel(btf))
5524                 return true;
5525         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5526 }
5527
5528 static struct btf_record *kptr_pointee_btf_record(struct btf_field *kptr_field)
5529 {
5530         struct btf_struct_meta *meta;
5531
5532         if (btf_is_kernel(kptr_field->kptr.btf))
5533                 return NULL;
5534
5535         meta = btf_find_struct_meta(kptr_field->kptr.btf,
5536                                     kptr_field->kptr.btf_id);
5537
5538         return meta ? meta->record : NULL;
5539 }
5540
5541 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5542 {
5543         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5544
5545         return field->type == BPF_KPTR_PERCPU ||
5546                (field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id));
5547 }
5548
5549 static u32 btf_ld_kptr_type(struct bpf_verifier_env *env, struct btf_field *kptr_field)
5550 {
5551         struct btf_record *rec;
5552         u32 ret;
5553
5554         ret = PTR_MAYBE_NULL;
5555         if (rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env)) {
5556                 ret |= MEM_RCU;
5557                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
5558                         ret |= MEM_PERCPU;
5559                 else if (!btf_is_kernel(kptr_field->kptr.btf))
5560                         ret |= MEM_ALLOC;
5561
5562                 rec = kptr_pointee_btf_record(kptr_field);
5563                 if (rec && btf_record_has_field(rec, BPF_GRAPH_NODE))
5564                         ret |= NON_OWN_REF;
5565         } else {
5566                 ret |= PTR_UNTRUSTED;
5567         }
5568
5569         return ret;
5570 }
5571
5572 static int mark_uptr_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5573                             struct btf_field *field)
5574 {
5575         struct bpf_reg_state *reg;
5576         const struct btf_type *t;
5577
5578         t = btf_type_by_id(field->kptr.btf, field->kptr.btf_id);
5579         mark_reg_known_zero(env, cur_regs(env), regno);
5580         reg = reg_state(env, regno);
5581         reg->type = PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL;
5582         reg->mem_size = t->size;
5583         reg->id = ++env->id_gen;
5584
5585         return 0;
5586 }
5587
5588 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5589                                  int value_regno, int insn_idx,
5590                                  struct btf_field *kptr_field)
5591 {
5592         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5593         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5594         struct bpf_reg_state *val_reg;
5595
5596         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5597          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5598          *  - size of access (must be BPF_DW)
5599          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5600          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5601          */
5602         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5603         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5604                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5605                 return -EACCES;
5606         }
5607
5608         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5609          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5610          */
5611         if (class != BPF_LDX &&
5612             (kptr_field->type == BPF_KPTR_REF || kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)) {
5613                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5614                 return -EACCES;
5615         }
5616         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_UPTR) {
5617                 verbose(env, "store to uptr disallowed\n");
5618                 return -EACCES;
5619         }
5620
5621         if (class == BPF_LDX) {
5622                 if (kptr_field->type == BPF_UPTR)
5623                         return mark_uptr_ld_reg(env, value_regno, kptr_field);
5624
5625                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5626                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5627                  */
5628                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5629                                 kptr_field->kptr.btf_id, btf_ld_kptr_type(env, kptr_field));
5630         } else if (class == BPF_STX) {
5631                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5632                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5633                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5634                         return -EACCES;
5635         } else if (class == BPF_ST) {
5636                 if (insn->imm) {
5637                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5638                                 kptr_field->offset);
5639                         return -EACCES;
5640                 }
5641         } else {
5642                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5643                 return -EACCES;
5644         }
5645         return 0;
5646 }
5647
5648 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5649 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5650                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5651                             enum bpf_access_src src)
5652 {
5653         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5654         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5655         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5656         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5657         struct btf_record *rec;
5658         int err, i;
5659
5660         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5661                                       zero_size_allowed);
5662         if (err)
5663                 return err;
5664
5665         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5666                 return 0;
5667         rec = map->record;
5668         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5669                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5670                 u32 p = field->offset;
5671
5672                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5673                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5674                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5675                  */
5676                 if (reg->smin_value + off < p + field->size &&
5677                     p < reg->umax_value + off + size) {
5678                         switch (field->type) {
5679                         case BPF_KPTR_UNREF:
5680                         case BPF_KPTR_REF:
5681                         case BPF_KPTR_PERCPU:
5682                         case BPF_UPTR:
5683                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5684                                         verbose(env, "%s cannot be accessed indirectly by helper\n",
5685                                                 btf_field_type_name(field->type));
5686                                         return -EACCES;
5687                                 }
5688                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5689                                         verbose(env, "%s access cannot have variable offset\n",
5690                                                 btf_field_type_name(field->type));
5691                                         return -EACCES;
5692                                 }
5693                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5694                                         verbose(env, "%s access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5695                                                 btf_field_type_name(field->type),
5696                                                 p, off + reg->var_off.value);
5697                                         return -EACCES;
5698                                 }
5699                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5700                                         verbose(env, "%s access size must be BPF_DW\n",
5701                                                 btf_field_type_name(field->type));
5702                                         return -EACCES;
5703                                 }
5704                                 break;
5705                         default:
5706                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5707                                         btf_field_type_name(field->type));
5708                                 return -EACCES;
5709                         }
5710                 }
5711         }
5712         return 0;
5713 }
5714
5715 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5716
5717 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5718                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5719                                        enum bpf_access_type t)
5720 {
5721         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5722
5723         switch (prog_type) {
5724         /* Program types only with direct read access go here! */
5725         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5726         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5727         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5728         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5729         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5730         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5731                 if (t == BPF_WRITE)
5732                         return false;
5733                 fallthrough;
5734
5735         /* Program types with direct read + write access go here! */
5736         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5737         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5738         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5739         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5740         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5741         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5742                 if (meta)
5743                         return meta->pkt_access;
5744
5745                 env->seen_direct_write = true;
5746                 return true;
5747
5748         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5749                 if (t == BPF_WRITE)
5750                         env->seen_direct_write = true;
5751
5752                 return true;
5753
5754         default:
5755                 return false;
5756         }
5757 }
5758
5759 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5760                                int size, bool zero_size_allowed)
5761 {
5762         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5763         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5764         int err;
5765
5766         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5767          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5768          * offset.
5769          */
5770
5771         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5772          * detail to prove they're safe.
5773          */
5774         if (reg->smin_value < 0) {
5775                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5776                         regno);
5777                 return -EACCES;
5778         }
5779
5780         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5781               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5782                                  zero_size_allowed);
5783         if (err) {
5784                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5785                 return err;
5786         }
5787
5788         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5789          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5790          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5791          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5792          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5793          */
5794         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5795                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5796                       off + reg->umax_value + size - 1);
5797
5798         return err;
5799 }
5800
5801 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5802 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5803                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5804                             struct btf **btf, u32 *btf_id, bool *is_retval, bool is_ldsx)
5805 {
5806         struct bpf_insn_access_aux info = {
5807                 .reg_type = *reg_type,
5808                 .log = &env->log,
5809                 .is_retval = false,
5810                 .is_ldsx = is_ldsx,
5811         };
5812
5813         if (env->ops->is_valid_access &&
5814             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5815                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5816                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5817                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5818                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5819                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5820                  * type of narrower access.
5821                  */
5822                 *reg_type = info.reg_type;
5823                 *is_retval = info.is_retval;
5824
5825                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5826                         *btf = info.btf;
5827                         *btf_id = info.btf_id;
5828                 } else {
5829                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5830                 }
5831                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5832                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5833                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5834                 return 0;
5835         }
5836
5837         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5838         return -EACCES;
5839 }
5840
5841 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5842                                   int size)
5843 {
5844         if (size < 0 || off < 0 ||
5845             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5846                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5847                         off, size);
5848                 return -EACCES;
5849         }
5850         return 0;
5851 }
5852
5853 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5854                              u32 regno, int off, int size,
5855                              enum bpf_access_type t)
5856 {
5857         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5858         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5859         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5860         bool valid;
5861
5862         if (reg->smin_value < 0) {
5863                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5864                         regno);
5865                 return -EACCES;
5866         }
5867
5868         switch (reg->type) {
5869         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5870                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5871                 break;
5872         case PTR_TO_SOCKET:
5873                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5874                 break;
5875         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5876                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5877                 break;
5878         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5879                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5880                 break;
5881         default:
5882                 valid = false;
5883         }
5884
5885
5886         if (valid) {
5887                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5888                         info.ctx_field_size;
5889                 return 0;
5890         }
5891
5892         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5893                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5894
5895         return -EACCES;
5896 }
5897
5898 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5899 {
5900         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5901 }
5902
5903 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5904 {
5905         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5906
5907         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5908 }
5909
5910 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5911 {
5912         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5913
5914         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5915 }
5916
5917 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5918 {
5919         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5920
5921         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5922 }
5923
5924 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5925 {
5926         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5927
5928         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5929         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5930 }
5931
5932 static bool is_arena_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5933 {
5934         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5935
5936         return reg->type == PTR_TO_ARENA;
5937 }
5938
5939 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5940 #ifdef CONFIG_NET
5941         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5942         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5943         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5944 #endif
5945         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5946 };
5947
5948 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5949 {
5950         /* A referenced register is always trusted. */
5951         if (reg->ref_obj_id)
5952                 return true;
5953
5954         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5955         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)] &&
5956             !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type))
5957                 return true;
5958
5959         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5960          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5961          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5962          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5963          * not.
5964          *
5965          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5966          * for whether a register is trusted.
5967          */
5968         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5969                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5970 }
5971
5972 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5973 {
5974         return reg->type & MEM_RCU;
5975 }
5976
5977 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5978 {
5979         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5980 }
5981
5982 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5983                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5984                                    int off, int size, bool strict)
5985 {
5986         struct tnum reg_off;
5987         int ip_align;
5988
5989         /* Byte size accesses are always allowed. */
5990         if (!strict || size == 1)
5991                 return 0;
5992
5993         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5994          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5995          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5996          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5997          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5998          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5999          * unconditional IP align value of '2'.
6000          */
6001         ip_align = 2;
6002
6003         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
6004         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
6005                 char tn_buf[48];
6006
6007                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6008                 verbose(env,
6009                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
6010                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
6011                 return -EACCES;
6012         }
6013
6014         return 0;
6015 }
6016
6017 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
6018                                        const struct bpf_reg_state *reg,
6019                                        const char *pointer_desc,
6020                                        int off, int size, bool strict)
6021 {
6022         struct tnum reg_off;
6023
6024         /* Byte size accesses are always allowed. */
6025         if (!strict || size == 1)
6026                 return 0;
6027
6028         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
6029         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
6030                 char tn_buf[48];
6031
6032                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6033                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
6034                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
6035                 return -EACCES;
6036         }
6037
6038         return 0;
6039 }
6040
6041 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
6042                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
6043                                int size, bool strict_alignment_once)
6044 {
6045         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
6046         const char *pointer_desc = "";
6047
6048         switch (reg->type) {
6049         case PTR_TO_PACKET:
6050         case PTR_TO_PACKET_META:
6051                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
6052                  * right in front, treat it the very same way.
6053                  */
6054                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
6055         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
6056                 pointer_desc = "flow keys ";
6057                 break;
6058         case PTR_TO_MAP_KEY:
6059                 pointer_desc = "key ";
6060                 break;
6061         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6062                 pointer_desc = "value ";
6063                 break;
6064         case PTR_TO_CTX:
6065                 pointer_desc = "context ";
6066                 break;
6067         case PTR_TO_STACK:
6068                 pointer_desc = "stack ";
6069                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
6070                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
6071                  * aligned.
6072                  */
6073                 strict = true;
6074                 break;
6075         case PTR_TO_SOCKET:
6076                 pointer_desc = "sock ";
6077                 break;
6078         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
6079                 pointer_desc = "sock_common ";
6080                 break;
6081         case PTR_TO_TCP_SOCK:
6082                 pointer_desc = "tcp_sock ";
6083                 break;
6084         case PTR_TO_XDP_SOCK:
6085                 pointer_desc = "xdp_sock ";
6086                 break;
6087         case PTR_TO_ARENA:
6088                 return 0;
6089         default:
6090                 break;
6091         }
6092         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
6093                                            strict);
6094 }
6095
6096 static enum priv_stack_mode bpf_enable_priv_stack(struct bpf_prog *prog)
6097 {
6098         if (!bpf_jit_supports_private_stack())
6099                 return NO_PRIV_STACK;
6100
6101         /* bpf_prog_check_recur() checks all prog types that use bpf trampoline
6102          * while kprobe/tp/perf_event/raw_tp don't use trampoline hence checked
6103          * explicitly.
6104          */
6105         switch (prog->type) {
6106         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
6107         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
6108         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
6109         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
6110                 return PRIV_STACK_ADAPTIVE;
6111         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
6112         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
6113         case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
6114                 if (prog->aux->priv_stack_requested || bpf_prog_check_recur(prog))
6115                         return PRIV_STACK_ADAPTIVE;
6116                 fallthrough;
6117         default:
6118                 break;
6119         }
6120
6121         return NO_PRIV_STACK;
6122 }
6123
6124 static int round_up_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env, int stack_depth)
6125 {
6126         if (env->prog->jit_requested)
6127                 return round_up(stack_depth, 16);
6128
6129         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
6130          * of interpreter stack size
6131          */
6132         return round_up(max_t(u32, stack_depth, 1), 32);
6133 }
6134
6135 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
6136  * and recursively walk all callees that given function can call.
6137  * Ignore jump and exit insns.
6138  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
6139  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
6140  */
6141 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
6142                                          bool priv_stack_supported)
6143 {
6144         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
6145         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
6146         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end, subprog_depth;
6147         bool tail_call_reachable = false;
6148         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
6149         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
6150         int j;
6151
6152         i = subprog[idx].start;
6153         if (!priv_stack_supported)
6154                 subprog[idx].priv_stack_mode = NO_PRIV_STACK;
6155 process_func:
6156         /* protect against potential stack overflow that might happen when
6157          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
6158          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
6159          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
6160          * 8k).
6161          *
6162          * To get the idea what might happen, see an example:
6163          * func1 -> sub rsp, 128
6164          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
6165          *  tailcall1 -> add rsp, 256
6166          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
6167          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
6168          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
6169          *   tailcall2 -> add rsp, 128
6170          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
6171          *
6172          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
6173          * of caller's stack as shown on the example above.
6174          */
6175         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
6176                 verbose(env,
6177                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
6178                         depth);
6179                 return -EACCES;
6180         }
6181
6182         subprog_depth = round_up_stack_depth(env, subprog[idx].stack_depth);
6183         if (priv_stack_supported) {
6184                 /* Request private stack support only if the subprog stack
6185                  * depth is no less than BPF_PRIV_STACK_MIN_SIZE. This is to
6186                  * avoid jit penalty if the stack usage is small.
6187                  */
6188                 if (subprog[idx].priv_stack_mode == PRIV_STACK_UNKNOWN &&
6189                     subprog_depth >= BPF_PRIV_STACK_MIN_SIZE)
6190                         subprog[idx].priv_stack_mode = PRIV_STACK_ADAPTIVE;
6191         }
6192
6193         if (subprog[idx].priv_stack_mode == PRIV_STACK_ADAPTIVE) {
6194                 if (subprog_depth > MAX_BPF_STACK) {
6195                         verbose(env, "stack size of subprog %d is %d. Too large\n",
6196                                 idx, subprog_depth);
6197                         return -EACCES;
6198                 }
6199         } else {
6200                 depth += subprog_depth;
6201                 if (depth > MAX_BPF_STACK) {
6202                         verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
6203                                 frame + 1, depth);
6204                         return -EACCES;
6205                 }
6206         }
6207 continue_func:
6208         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
6209         for (; i < subprog_end; i++) {
6210                 int next_insn, sidx;
6211
6212                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn + i) && !insn[i].off) {
6213                         bool err = false;
6214
6215                         if (!is_bpf_throw_kfunc(insn + i))
6216                                 continue;
6217                         if (subprog[idx].is_cb)
6218                                 err = true;
6219                         for (int c = 0; c < frame && !err; c++) {
6220                                 if (subprog[ret_prog[c]].is_cb) {
6221                                         err = true;
6222                                         break;
6223                                 }
6224                         }
6225                         if (!err)
6226                                 continue;
6227                         verbose(env,
6228                                 "bpf_throw kfunc (insn %d) cannot be called from callback subprog %d\n",
6229                                 i, idx);
6230                         return -EINVAL;
6231                 }
6232
6233                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
6234                         continue;
6235                 /* remember insn and function to return to */
6236                 ret_insn[frame] = i + 1;
6237                 ret_prog[frame] = idx;
6238
6239                 /* find the callee */
6240                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
6241                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
6242                 if (sidx < 0) {
6243                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6244                                   next_insn);
6245                         return -EFAULT;
6246                 }
6247                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
6248                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
6249                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
6250                                 return -EFAULT;
6251                         }
6252                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
6253                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
6254                                 continue;
6255                         if (subprog[sidx].is_exception_cb) {
6256                                 verbose(env, "insn %d cannot call exception cb directly\n", i);
6257                                 return -EINVAL;
6258                         }
6259                 }
6260                 i = next_insn;
6261                 idx = sidx;
6262                 if (!priv_stack_supported)
6263                         subprog[idx].priv_stack_mode = NO_PRIV_STACK;
6264
6265                 if (subprog[idx].has_tail_call)
6266                         tail_call_reachable = true;
6267
6268                 frame++;
6269                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
6270                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
6271                                 frame);
6272                         return -E2BIG;
6273                 }
6274                 goto process_func;
6275         }
6276         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
6277          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
6278          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
6279          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
6280          */
6281         if (tail_call_reachable)
6282                 for (j = 0; j < frame; j++) {
6283                         if (subprog[ret_prog[j]].is_exception_cb) {
6284                                 verbose(env, "cannot tail call within exception cb\n");
6285                                 return -EINVAL;
6286                         }
6287                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
6288                 }
6289         if (subprog[0].tail_call_reachable)
6290                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
6291
6292         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
6293          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
6294          */
6295         if (frame == 0)
6296                 return 0;
6297         if (subprog[idx].priv_stack_mode != PRIV_STACK_ADAPTIVE)
6298                 depth -= round_up_stack_depth(env, subprog[idx].stack_depth);
6299         frame--;
6300         i = ret_insn[frame];
6301         idx = ret_prog[frame];
6302         goto continue_func;
6303 }
6304
6305 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
6306 {
6307         enum priv_stack_mode priv_stack_mode = PRIV_STACK_UNKNOWN;
6308         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
6309         bool priv_stack_supported;
6310         int ret;
6311
6312         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
6313                 if (si[i].has_tail_call) {
6314                         priv_stack_mode = NO_PRIV_STACK;
6315                         break;
6316                 }
6317         }
6318
6319         if (priv_stack_mode == PRIV_STACK_UNKNOWN)
6320                 priv_stack_mode = bpf_enable_priv_stack(env->prog);
6321
6322         /* All async_cb subprogs use normal kernel stack. If a particular
6323          * subprog appears in both main prog and async_cb subtree, that
6324          * subprog will use normal kernel stack to avoid potential nesting.
6325          * The reverse subprog traversal ensures when main prog subtree is
6326          * checked, the subprogs appearing in async_cb subtrees are already
6327          * marked as using normal kernel stack, so stack size checking can
6328          * be done properly.
6329          */
6330         for (int i = env->subprog_cnt - 1; i >= 0; i--) {
6331                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
6332                         priv_stack_supported = !i && priv_stack_mode == PRIV_STACK_ADAPTIVE;
6333                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i, priv_stack_supported);
6334                         if (ret < 0)
6335                                 return ret;
6336                 }
6337         }
6338
6339         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
6340                 if (si[i].priv_stack_mode == PRIV_STACK_ADAPTIVE) {
6341                         env->prog->aux->jits_use_priv_stack = true;
6342                         break;
6343                 }
6344         }
6345
6346         return 0;
6347 }
6348
6349 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
6350 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
6351                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
6352 {
6353         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
6354
6355         subprog = find_subprog(env, start);
6356         if (subprog < 0) {
6357                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6358                           start);
6359                 return -EFAULT;
6360         }
6361         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
6362 }
6363 #endif
6364
6365 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6366                                  const char *buf_info,
6367                                  const struct bpf_reg_state *reg,
6368                                  int regno, int off, int size)
6369 {
6370         if (off < 0) {
6371                 verbose(env,
6372                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
6373                         regno, buf_info, off, size);
6374                 return -EACCES;
6375         }
6376         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6377                 char tn_buf[48];
6378
6379                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6380                 verbose(env,
6381                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
6382                         regno, off, tn_buf);
6383                 return -EACCES;
6384         }
6385
6386         return 0;
6387 }
6388
6389 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6390                                   const struct bpf_reg_state *reg,
6391                                   int regno, int off, int size)
6392 {
6393         int err;
6394
6395         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
6396         if (err)
6397                 return err;
6398
6399         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
6400                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
6401
6402         return 0;
6403 }
6404
6405 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
6406                                const struct bpf_reg_state *reg,
6407                                int regno, int off, int size,
6408                                bool zero_size_allowed,
6409                                u32 *max_access)
6410 {
6411         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
6412         int err;
6413
6414         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
6415         if (err)
6416                 return err;
6417
6418         if (off + size > *max_access)
6419                 *max_access = off + size;
6420
6421         return 0;
6422 }
6423
6424 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
6425 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
6426 {
6427         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
6428         __reg_assign_32_into_64(reg);
6429 }
6430
6431 /* truncate register to smaller size (in bytes)
6432  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
6433  */
6434 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6435 {
6436         u64 mask;
6437
6438         /* clear high bits in bit representation */
6439         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
6440
6441         /* fix arithmetic bounds */
6442         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
6443         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
6444                 reg->umin_value &= mask;
6445                 reg->umax_value &= mask;
6446         } else {
6447                 reg->umin_value = 0;
6448                 reg->umax_value = mask;
6449         }
6450         reg->smin_value = reg->umin_value;
6451         reg->smax_value = reg->umax_value;
6452
6453         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
6454          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
6455          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
6456          */
6457         if (size < 4)
6458                 __mark_reg32_unbounded(reg);
6459
6460         reg_bounds_sync(reg);
6461 }
6462
6463 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6464 {
6465         if (size == 1) {
6466                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
6467                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
6468         } else if (size == 2) {
6469                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
6470                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
6471         } else {
6472                 /* size == 4 */
6473                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
6474                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
6475         }
6476         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
6477         reg->umax_value = U64_MAX;
6478         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6479         reg->var_off = tnum_unknown;
6480 }
6481
6482 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6483 {
6484         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
6485         u64 top_smax_value, top_smin_value;
6486         u64 num_bits = size * 8;
6487
6488         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6489                 u64_cval = reg->var_off.value;
6490                 if (size == 1)
6491                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
6492                 else if (size == 2)
6493                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
6494                 else
6495                         /* size == 4 */
6496                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
6497
6498                 u64_cval = reg->var_off.value;
6499                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
6500                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
6501                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
6502                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
6503                 return;
6504         }
6505
6506         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
6507         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
6508
6509         if (top_smax_value != top_smin_value)
6510                 goto out;
6511
6512         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
6513         if (size == 1) {
6514                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
6515                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
6516         } else if (size == 2) {
6517                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
6518                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
6519         } else {
6520                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
6521                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
6522         }
6523
6524         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
6525         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
6526
6527         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
6528         if ((s64_max >= 0) == (s64_min >= 0)) {
6529                 reg->s32_min_value = reg->smin_value = s64_min;
6530                 reg->s32_max_value = reg->smax_value = s64_max;
6531                 reg->u32_min_value = reg->umin_value = s64_min;
6532                 reg->u32_max_value = reg->umax_value = s64_max;
6533                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
6534                 return;
6535         }
6536
6537 out:
6538         set_sext64_default_val(reg, size);
6539 }
6540
6541 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6542 {
6543         if (size == 1) {
6544                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
6545                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
6546         } else {
6547                 /* size == 2 */
6548                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
6549                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
6550         }
6551         reg->u32_min_value = 0;
6552         reg->u32_max_value = U32_MAX;
6553         reg->var_off = tnum_subreg(tnum_unknown);
6554 }
6555
6556 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
6557 {
6558         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
6559         u32 top_smax_value, top_smin_value;
6560         u32 num_bits = size * 8;
6561
6562         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6563                 u32_val = reg->var_off.value;
6564                 if (size == 1)
6565                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
6566                 else
6567                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
6568
6569                 u32_val = reg->var_off.value;
6570                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
6571                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
6572                 return;
6573         }
6574
6575         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
6576         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
6577
6578         if (top_smax_value != top_smin_value)
6579                 goto out;
6580
6581         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
6582         if (size == 1) {
6583                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
6584                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
6585         } else {
6586                 /* size == 2 */
6587                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
6588                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
6589         }
6590         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
6591         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
6592
6593         if ((s32_min >= 0) == (s32_max >= 0)) {
6594                 reg->s32_min_value = s32_min;
6595                 reg->s32_max_value = s32_max;
6596                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
6597                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
6598                 reg->var_off = tnum_subreg(tnum_range(s32_min, s32_max));
6599                 return;
6600         }
6601
6602 out:
6603         set_sext32_default_val(reg, size);
6604 }
6605
6606 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
6607 {
6608         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
6609          *
6610          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
6611          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
6612          *    and was set at map creation time.
6613          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
6614          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
6615          *    operations from syscall side are possible for the rest of
6616          *    the map's lifetime from that point onwards.
6617          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
6618          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
6619          *    assume that map value(s) are immutable.
6620          */
6621         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
6622                READ_ONCE(map->frozen) &&
6623                !bpf_map_write_active(map);
6624 }
6625
6626 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
6627                                bool is_ldsx)
6628 {
6629         void *ptr;
6630         u64 addr;
6631         int err;
6632
6633         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6634         if (err)
6635                 return err;
6636         ptr = (void *)(long)addr + off;
6637
6638         switch (size) {
6639         case sizeof(u8):
6640                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6641                 break;
6642         case sizeof(u16):
6643                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6644                 break;
6645         case sizeof(u32):
6646                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6647                 break;
6648         case sizeof(u64):
6649                 *val = *(u64 *)ptr;
6650                 break;
6651         default:
6652                 return -EINVAL;
6653         }
6654         return 0;
6655 }
6656
6657 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6658 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6659 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6660 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted_or_null)
6661
6662 /*
6663  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6664  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6665  * btf_type_tag.
6666  */
6667
6668 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6669 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6670         const cpumask_t *cpus_ptr;
6671         struct css_set __rcu *cgroups;
6672         struct task_struct __rcu *real_parent;
6673         struct task_struct *group_leader;
6674 };
6675
6676 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6677         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6678         struct kernfs_node *kn;
6679 };
6680
6681 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6682         struct cgroup *dfl_cgrp;
6683 };
6684
6685 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6686 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6687         struct file __rcu *exe_file;
6688 };
6689
6690 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6691  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6692  */
6693 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6694         struct sock *sk;
6695 };
6696
6697 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6698         struct sock *sk;
6699 };
6700
6701 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6702 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6703         struct seq_file *seq;
6704 };
6705
6706 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6707         struct bpf_iter_meta *meta;
6708         struct task_struct *task;
6709 };
6710
6711 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6712         struct file *file;
6713 };
6714
6715 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6716         struct inode *f_inode;
6717 };
6718
6719 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6720         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6721         struct inode *d_inode;
6722 };
6723
6724 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED_OR_NULL(struct socket) {
6725         struct sock *sk;
6726 };
6727
6728 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6729                         struct bpf_reg_state *reg,
6730                         const char *field_name, u32 btf_id)
6731 {
6732         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6733         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6734         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6735
6736         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6737 }
6738
6739 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6740                                 struct bpf_reg_state *reg,
6741                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6742 {
6743         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6744         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6745         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6746
6747         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6748 }
6749
6750 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6751                             struct bpf_reg_state *reg,
6752                             const char *field_name, u32 btf_id)
6753 {
6754         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6755         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6756         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6757         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6758         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6759
6760         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6761 }
6762
6763 static bool type_is_trusted_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6764                                     struct bpf_reg_state *reg,
6765                                     const char *field_name, u32 btf_id)
6766 {
6767         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED_OR_NULL(struct socket));
6768
6769         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id,
6770                                           "__safe_trusted_or_null");
6771 }
6772
6773 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6774                                    struct bpf_reg_state *regs,
6775                                    int regno, int off, int size,
6776                                    enum bpf_access_type atype,
6777                                    int value_regno)
6778 {
6779         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6780         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6781         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6782         const char *field_name = NULL;
6783         enum bpf_type_flag flag = 0;
6784         u32 btf_id = 0;
6785         int ret;
6786
6787         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6788                 verbose(env,
6789                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6790                         tname);
6791                 return -EPERM;
6792         }
6793         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6794                 verbose(env,
6795                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6796                         tname);
6797                 return -EINVAL;
6798         }
6799         if (off < 0) {
6800                 verbose(env,
6801                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6802                         regno, tname, off);
6803                 return -EACCES;
6804         }
6805         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6806                 char tn_buf[48];
6807
6808                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6809                 verbose(env,
6810                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6811                         regno, tname, off, tn_buf);
6812                 return -EACCES;
6813         }
6814
6815         if (reg->type & MEM_USER) {
6816                 verbose(env,
6817                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6818                         regno, tname, off);
6819                 return -EACCES;
6820         }
6821
6822         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6823                 verbose(env,
6824                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6825                         regno, tname, off);
6826                 return -EACCES;
6827         }
6828
6829         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6830                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6831                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6832                         return -EFAULT;
6833                 }
6834                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6835         } else {
6836                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6837                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6838                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6839                  */
6840                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6841                         verbose(env, "only read is supported\n");
6842                         return -EACCES;
6843                 }
6844
6845                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6846                     !(reg->type & MEM_RCU) && !reg->ref_obj_id) {
6847                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6848                         return -EFAULT;
6849                 }
6850
6851                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6852         }
6853
6854         if (ret < 0)
6855                 return ret;
6856
6857         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6858                 /* just mark; */
6859
6860         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6861                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6862                  * also inherit the untrusted flag.
6863                  */
6864                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6865
6866         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6867                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6868                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6869                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6870                  * For example:
6871                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6872                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6873                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6874                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6875                  *
6876                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6877                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6878                  */
6879                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6880                         flag |= PTR_TRUSTED;
6881                 } else if (type_is_trusted_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6882                         flag |= PTR_TRUSTED | PTR_MAYBE_NULL;
6883                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6884                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6885                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6886                                 flag |= MEM_RCU;
6887                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6888                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6889                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6890                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6891
6892                                 /* We always trust them */
6893                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6894                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6895                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6896                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6897                                 /* keep as-is */
6898                         } else {
6899                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6900                                 clear_trusted_flags(&flag);
6901                         }
6902                 } else {
6903                         /*
6904                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6905                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6906                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6907                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6908                          * compat reasons.
6909                          */
6910                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6911                 }
6912         } else {
6913                 /* Old compat. Deprecated */
6914                 clear_trusted_flags(&flag);
6915         }
6916
6917         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6918                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6919
6920         return 0;
6921 }
6922
6923 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6924                                    struct bpf_reg_state *regs,
6925                                    int regno, int off, int size,
6926                                    enum bpf_access_type atype,
6927                                    int value_regno)
6928 {
6929         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6930         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6931         struct bpf_reg_state map_reg;
6932         enum bpf_type_flag flag = 0;
6933         const struct btf_type *t;
6934         const char *tname;
6935         u32 btf_id;
6936         int ret;
6937
6938         if (!btf_vmlinux) {
6939                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6940                 return -ENOTSUPP;
6941         }
6942
6943         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6944                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6945                         map->map_type);
6946                 return -ENOTSUPP;
6947         }
6948
6949         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6950         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6951
6952         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6953                 verbose(env,
6954                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6955                         tname);
6956                 return -EPERM;
6957         }
6958
6959         if (off < 0) {
6960                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6961                         regno, tname, off);
6962                 return -EACCES;
6963         }
6964
6965         if (atype != BPF_READ) {
6966                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6967                 return -EACCES;
6968         }
6969
6970         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6971         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6972         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6973         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6974         if (ret < 0)
6975                 return ret;
6976
6977         if (value_regno >= 0)
6978                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6979
6980         return 0;
6981 }
6982
6983 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6984  * maximum valid offset is -1.
6985  *
6986  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6987  * -state->allocated_stack for reads.
6988  */
6989 static int check_stack_slot_within_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
6990                                           s64 off,
6991                                           struct bpf_func_state *state,
6992                                           enum bpf_access_type t)
6993 {
6994         int min_valid_off;
6995
6996         if (t == BPF_WRITE || env->allow_uninit_stack)
6997                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6998         else
6999                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
7000
7001         if (off < min_valid_off || off > -1)
7002                 return -EACCES;
7003         return 0;
7004 }
7005
7006 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
7007  * bounds.
7008  *
7009  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
7010  */
7011 static int check_stack_access_within_bounds(
7012                 struct bpf_verifier_env *env,
7013                 int regno, int off, int access_size,
7014                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
7015 {
7016         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7017         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
7018         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7019         s64 min_off, max_off;
7020         int err;
7021         char *err_extra;
7022
7023         if (src == ACCESS_HELPER)
7024                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
7025                 err_extra = " indirect access to";
7026         else if (type == BPF_READ)
7027                 err_extra = " read from";
7028         else
7029                 err_extra = " write to";
7030
7031         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7032                 min_off = (s64)reg->var_off.value + off;
7033                 max_off = min_off + access_size;
7034         } else {
7035                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
7036                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7037                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
7038                                 err_extra, regno);
7039                         return -EACCES;
7040                 }
7041                 min_off = reg->smin_value + off;
7042                 max_off = reg->smax_value + off + access_size;
7043         }
7044
7045         err = check_stack_slot_within_bounds(env, min_off, state, type);
7046         if (!err && max_off > 0)
7047                 err = -EINVAL; /* out of stack access into non-negative offsets */
7048         if (!err && access_size < 0)
7049                 /* access_size should not be negative (or overflow an int); others checks
7050                  * along the way should have prevented such an access.
7051                  */
7052                 err = -EFAULT; /* invalid negative access size; integer overflow? */
7053
7054         if (err) {
7055                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7056                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
7057                                 err_extra, regno, off, access_size);
7058                 } else {
7059                         char tn_buf[48];
7060
7061                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7062                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s off=%d size=%d\n",
7063                                 err_extra, regno, tn_buf, off, access_size);
7064                 }
7065                 return err;
7066         }
7067
7068         /* Note that there is no stack access with offset zero, so the needed stack
7069          * size is -min_off, not -min_off+1.
7070          */
7071         return grow_stack_state(env, state, -min_off /* size */);
7072 }
7073
7074 static bool get_func_retval_range(struct bpf_prog *prog,
7075                                   struct bpf_retval_range *range)
7076 {
7077         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
7078                 prog->expected_attach_type == BPF_LSM_MAC &&
7079                 !bpf_lsm_get_retval_range(prog, range)) {
7080                 return true;
7081         }
7082         return false;
7083 }
7084
7085 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
7086  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
7087  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
7088  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
7089  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
7090  */
7091 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
7092                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
7093                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
7094 {
7095         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7096         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
7097         int size, err = 0;
7098
7099         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
7100         if (size < 0)
7101                 return size;
7102
7103         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
7104         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
7105         if (err)
7106                 return err;
7107
7108         /* for access checks, reg->off is just part of off */
7109         off += reg->off;
7110
7111         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
7112                 if (t == BPF_WRITE) {
7113                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
7114                         return -EACCES;
7115                 }
7116
7117                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
7118                                               reg->map_ptr->key_size, false);
7119                 if (err)
7120                         return err;
7121                 if (value_regno >= 0)
7122                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7123         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7124                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
7125
7126                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
7127                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
7128                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
7129                         return -EACCES;
7130                 }
7131                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
7132                 if (err)
7133                         return err;
7134                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
7135                 if (err)
7136                         return err;
7137                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
7138                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
7139                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR | BPF_UPTR);
7140                 if (kptr_field) {
7141                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
7142                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
7143                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7144
7145                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
7146                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
7147                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
7148                             map->ops->map_direct_value_addr) {
7149                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
7150                                 u64 val = 0;
7151
7152                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
7153                                                           &val, is_ldsx);
7154                                 if (err)
7155                                         return err;
7156
7157                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
7158                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
7159                         } else {
7160                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7161                         }
7162                 }
7163         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
7164                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
7165
7166                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
7167                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
7168                                 reg_type_str(env, reg->type));
7169                         return -EACCES;
7170                 }
7171
7172                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
7173                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
7174                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7175                         return -EACCES;
7176                 }
7177
7178                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
7179                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
7180                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
7181                         return -EACCES;
7182                 }
7183
7184                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
7185                                               reg->mem_size, false);
7186                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
7187                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7188         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
7189                 bool is_retval = false;
7190                 struct bpf_retval_range range;
7191                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
7192                 struct btf *btf = NULL;
7193                 u32 btf_id = 0;
7194
7195                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
7196                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
7197                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
7198                         return -EACCES;
7199                 }
7200
7201                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
7202                 if (err < 0)
7203                         return err;
7204
7205                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
7206                                        &btf_id, &is_retval, is_ldsx);
7207                 if (err)
7208                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
7209                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
7210                         /* ctx access returns either a scalar, or a
7211                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
7212                          * case, we know the offset is zero.
7213                          */
7214                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
7215                                 if (is_retval && get_func_retval_range(env->prog, &range)) {
7216                                         err = __mark_reg_s32_range(env, regs, value_regno,
7217                                                                    range.minval, range.maxval);
7218                                         if (err)
7219                                                 return err;
7220                                 } else {
7221                                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7222                                 }
7223                         } else {
7224                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
7225                                                     value_regno);
7226                                 if (type_may_be_null(reg_type))
7227                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
7228                                 /* A load of ctx field could have different
7229                                  * actual load size with the one encoded in the
7230                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
7231                                  * a sub-register.
7232                                  */
7233                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7234                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
7235                                         regs[value_regno].btf = btf;
7236                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
7237                                 }
7238                         }
7239                         regs[value_regno].type = reg_type;
7240                 }
7241
7242         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
7243                 /* Basic bounds checks. */
7244                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
7245                 if (err)
7246                         return err;
7247
7248                 if (t == BPF_READ)
7249                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
7250                                                value_regno);
7251                 else
7252                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
7253                                                 value_regno, insn_idx);
7254         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
7255                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
7256                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
7257                         return -EACCES;
7258                 }
7259                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
7260                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
7261                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
7262                                 value_regno);
7263                         return -EACCES;
7264                 }
7265                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
7266                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
7267                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7268         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
7269                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
7270                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
7271                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
7272                                 value_regno);
7273                         return -EACCES;
7274                 }
7275
7276                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
7277                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
7278                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7279         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
7280                 if (t == BPF_WRITE) {
7281                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
7282                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7283                         return -EACCES;
7284                 }
7285                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
7286                 if (!err && value_regno >= 0)
7287                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7288         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
7289                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
7290                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
7291                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7292         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
7293                    !type_may_be_null(reg->type)) {
7294                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
7295                                               value_regno);
7296         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
7297                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
7298                                               value_regno);
7299         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
7300                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
7301                 u32 *max_access;
7302
7303                 if (rdonly_mem) {
7304                         if (t == BPF_WRITE) {
7305                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
7306                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
7307                                 return -EACCES;
7308                         }
7309                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
7310                 } else {
7311                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
7312                 }
7313
7314                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
7315                                           max_access);
7316
7317                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
7318                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7319         } else if (reg->type == PTR_TO_ARENA) {
7320                 if (t == BPF_READ && value_regno >= 0)
7321                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
7322         } else {
7323                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
7324                         reg_type_str(env, reg->type));
7325                 return -EACCES;
7326         }
7327
7328         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
7329             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
7330                 if (!is_ldsx)
7331                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
7332                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
7333                 else
7334                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
7335         }
7336         return err;
7337 }
7338
7339 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
7340                              bool allow_trust_mismatch);
7341
7342 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
7343 {
7344         int load_reg;
7345         int err;
7346
7347         switch (insn->imm) {
7348         case BPF_ADD:
7349         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
7350         case BPF_AND:
7351         case BPF_AND | BPF_FETCH:
7352         case BPF_OR:
7353         case BPF_OR | BPF_FETCH:
7354         case BPF_XOR:
7355         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
7356         case BPF_XCHG:
7357         case BPF_CMPXCHG:
7358                 break;
7359         default:
7360                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
7361                 return -EINVAL;
7362         }
7363
7364         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
7365                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
7366                 return -EINVAL;
7367         }
7368
7369         /* check src1 operand */
7370         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7371         if (err)
7372                 return err;
7373
7374         /* check src2 operand */
7375         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7376         if (err)
7377                 return err;
7378
7379         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
7380                 /* Check comparison of R0 with memory location */
7381                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
7382
7383                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
7384                 if (err)
7385                         return err;
7386
7387                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
7388                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
7389                         return -EACCES;
7390                 }
7391         }
7392
7393         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7394                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
7395                 return -EACCES;
7396         }
7397
7398         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
7399             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
7400             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
7401             is_sk_reg(env, insn->dst_reg) ||
7402             (is_arena_reg(env, insn->dst_reg) && !bpf_jit_supports_insn(insn, true))) {
7403                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
7404                         insn->dst_reg,
7405                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
7406                 return -EACCES;
7407         }
7408
7409         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
7410                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
7411                         load_reg = BPF_REG_0;
7412                 else
7413                         load_reg = insn->src_reg;
7414
7415                 /* check and record load of old value */
7416                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
7417                 if (err)
7418                         return err;
7419         } else {
7420                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
7421                  * actually load it into a register.
7422                  */
7423                 load_reg = -1;
7424         }
7425
7426         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
7427          * case to simulate the register fill.
7428          */
7429         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7430                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
7431         if (!err && load_reg >= 0)
7432                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7433                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
7434                                        true, false);
7435         if (err)
7436                 return err;
7437
7438         if (is_arena_reg(env, insn->dst_reg)) {
7439                 err = save_aux_ptr_type(env, PTR_TO_ARENA, false);
7440                 if (err)
7441                         return err;
7442         }
7443         /* Check whether we can write into the same memory. */
7444         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
7445                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
7446         if (err)
7447                 return err;
7448         return 0;
7449 }
7450
7451 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
7452  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
7453  * on the access type and privileges, that all elements of the stack are
7454  * initialized.
7455  *
7456  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
7457  *
7458  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
7459  * read offsets are marked as read.
7460  */
7461 static int check_stack_range_initialized(
7462                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
7463                 int access_size, bool zero_size_allowed,
7464                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
7465 {
7466         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
7467         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7468         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
7469         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
7470         enum bpf_access_type bounds_check_type;
7471         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
7472          * read-only.
7473          */
7474         bool clobber = false;
7475
7476         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
7477                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
7478                 return -EACCES;
7479         }
7480
7481         if (type == ACCESS_HELPER) {
7482                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
7483                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
7484                  * checks below.
7485                  */
7486                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
7487                 clobber = true;
7488         } else {
7489                 bounds_check_type = BPF_READ;
7490         }
7491         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
7492                                                type, bounds_check_type);
7493         if (err)
7494                 return err;
7495
7496
7497         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7498                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
7499         } else {
7500                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
7501                  * simplicity since it requires corresponding support in
7502                  * Spectre masking for stack ALU.
7503                  * See also retrieve_ptr_limit().
7504                  */
7505                 if (!env->bypass_spec_v1) {
7506                         char tn_buf[48];
7507
7508                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7509                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
7510                                 regno, err_extra, tn_buf);
7511                         return -EACCES;
7512                 }
7513                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
7514                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
7515                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
7516                  * helper return since specific bounds are unknown what may
7517                  * cause uninitialized stack leaking.
7518                  */
7519                 if (meta && meta->raw_mode)
7520                         meta = NULL;
7521
7522                 min_off = reg->smin_value + off;
7523                 max_off = reg->smax_value + off;
7524         }
7525
7526         if (meta && meta->raw_mode) {
7527                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
7528                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
7529                  * This would be a problem if we have a helper in the future
7530                  * which takes:
7531                  *
7532                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
7533                  *
7534                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
7535                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
7536                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
7537                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
7538                  * default.
7539                  */
7540                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7541                         int stack_off = -i - 1;
7542
7543                         spi = __get_spi(i);
7544                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
7545                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
7546                                 continue;
7547                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
7548                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
7549                                 return -EACCES;
7550                         }
7551                 }
7552                 meta->access_size = access_size;
7553                 meta->regno = regno;
7554                 return 0;
7555         }
7556
7557         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
7558                 u8 *stype;
7559
7560                 slot = -i - 1;
7561                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
7562                 if (state->allocated_stack <= slot) {
7563                         verbose(env, "verifier bug: allocated_stack too small");
7564                         return -EFAULT;
7565                 }
7566
7567                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
7568                 if (*stype == STACK_MISC)
7569                         goto mark;
7570                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
7571                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
7572                         if (clobber) {
7573                                 /* helper can write anything into the stack */
7574                                 *stype = STACK_MISC;
7575                         }
7576                         goto mark;
7577                 }
7578
7579                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
7580                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
7581                      env->allow_ptr_leaks)) {
7582                         if (clobber) {
7583                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
7584                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
7585                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
7586                         }
7587                         goto mark;
7588                 }
7589
7590                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
7591                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
7592                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
7593                 } else {
7594                         char tn_buf[48];
7595
7596                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7597                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
7598                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
7599                 }
7600                 return -EACCES;
7601 mark:
7602                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
7603                  * the whole slot to be marked as 'read'
7604                  */
7605                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
7606                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
7607                               REG_LIVE_READ64);
7608                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
7609                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
7610                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
7611                  * helper may write to the entire memory range.
7612                  */
7613         }
7614         return 0;
7615 }
7616
7617 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7618                                    int access_size, enum bpf_access_type access_type,
7619                                    bool zero_size_allowed,
7620                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7621 {
7622         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7623         u32 *max_access;
7624
7625         switch (base_type(reg->type)) {
7626         case PTR_TO_PACKET:
7627         case PTR_TO_PACKET_META:
7628                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
7629                                            zero_size_allowed);
7630         case PTR_TO_MAP_KEY:
7631                 if (access_type == BPF_WRITE) {
7632                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7633                                 reg_type_str(env, reg->type));
7634                         return -EACCES;
7635                 }
7636                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
7637                                                reg->map_ptr->key_size, false);
7638         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7639                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size, access_type))
7640                         return -EACCES;
7641                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
7642                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
7643         case PTR_TO_MEM:
7644                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7645                         if (access_type == BPF_WRITE) {
7646                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7647                                         reg_type_str(env, reg->type));
7648                                 return -EACCES;
7649                         }
7650                 }
7651                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
7652                                                access_size, reg->mem_size,
7653                                                zero_size_allowed);
7654         case PTR_TO_BUF:
7655                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
7656                         if (access_type == BPF_WRITE) {
7657                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
7658                                         reg_type_str(env, reg->type));
7659                                 return -EACCES;
7660                         }
7661
7662                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
7663                 } else {
7664                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
7665                 }
7666                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
7667                                            access_size, zero_size_allowed,
7668                                            max_access);
7669         case PTR_TO_STACK:
7670                 return check_stack_range_initialized(
7671                                 env,
7672                                 regno, reg->off, access_size,
7673                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
7674         case PTR_TO_BTF_ID:
7675                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
7676                                                access_size, BPF_READ, -1);
7677         case PTR_TO_CTX:
7678                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7679                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7680                  * can not statically check its size.
7681                  * Dynamically check it now.
7682                  */
7683                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7684                         int offset = access_size - 1;
7685
7686                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7687                         if (access_size == 0)
7688                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7689
7690                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7691                                                 access_type, -1, false, false);
7692                 }
7693
7694                 fallthrough;
7695         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7696                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7697                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7698                     register_is_null(reg))
7699                         return 0;
7700
7701                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7702                         reg_type_str(env, reg->type));
7703                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7704                 return -EACCES;
7705         }
7706 }
7707
7708 /* verify arguments to helpers or kfuncs consisting of a pointer and an access
7709  * size.
7710  *
7711  * @regno is the register containing the access size. regno-1 is the register
7712  * containing the pointer.
7713  */
7714 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7715                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7716                               enum bpf_access_type access_type,
7717                               bool zero_size_allowed,
7718                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7719 {
7720         int err;
7721
7722         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7723          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7724          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7725          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7726          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7727          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7728          * int type and negative retvals are allowed.
7729          */
7730         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7731
7732         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check happens using
7733          * its boundaries. For unprivileged variable accesses, disable
7734          * raw mode so that the program is required to initialize all
7735          * the memory that the helper could just partially fill up.
7736          */
7737         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7738                 meta = NULL;
7739
7740         if (reg->smin_value < 0) {
7741                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7742                         regno);
7743                 return -EACCES;
7744         }
7745
7746         if (reg->umin_value == 0 && !zero_size_allowed) {
7747                 verbose(env, "R%d invalid zero-sized read: u64=[%lld,%lld]\n",
7748                         regno, reg->umin_value, reg->umax_value);
7749                 return -EACCES;
7750         }
7751
7752         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7753                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7754                         regno);
7755                 return -EACCES;
7756         }
7757         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, reg->umax_value,
7758                                       access_type, zero_size_allowed, meta);
7759         if (!err)
7760                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7761         return err;
7762 }
7763
7764 static int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7765                          u32 regno, u32 mem_size)
7766 {
7767         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7768         struct bpf_reg_state saved_reg;
7769         int err;
7770
7771         if (register_is_null(reg))
7772                 return 0;
7773
7774         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7775          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7776          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7777          */
7778         if (may_be_null) {
7779                 saved_reg = *reg;
7780                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7781         }
7782
7783         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, BPF_READ, true, NULL);
7784         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, BPF_WRITE, true, NULL);
7785
7786         if (may_be_null)
7787                 *reg = saved_reg;
7788
7789         return err;
7790 }
7791
7792 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7793                                     u32 regno)
7794 {
7795         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7796         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7797         struct bpf_reg_state saved_reg;
7798         struct bpf_call_arg_meta meta;
7799         int err;
7800
7801         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7802
7803         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7804
7805         if (may_be_null) {
7806                 saved_reg = *mem_reg;
7807                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7808         }
7809
7810         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, BPF_READ, true, &meta);
7811         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, BPF_WRITE, true, &meta);
7812
7813         if (may_be_null)
7814                 *mem_reg = saved_reg;
7815
7816         return err;
7817 }
7818
7819 /* Implementation details:
7820  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7821  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7822  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7823  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7824  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7825  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7826  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7827  * about actual address of the map element.
7828  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7829  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7830  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7831  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7832  * returned from bpf_obj_new.
7833  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7834  * dead-locks.
7835  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7836  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7837  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7838  * cur_func(env)->active_locks remembers which map value element or allocated
7839  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7840  */
7841 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7842                              bool is_lock)
7843 {
7844         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7845         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7846         struct bpf_func_state *cur = cur_func(env);
7847         u64 val = reg->var_off.value;
7848         struct bpf_map *map = NULL;
7849         struct btf *btf = NULL;
7850         struct btf_record *rec;
7851         int err;
7852
7853         if (!is_const) {
7854                 verbose(env,
7855                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7856                         regno);
7857                 return -EINVAL;
7858         }
7859         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7860                 map = reg->map_ptr;
7861                 if (!map->btf) {
7862                         verbose(env,
7863                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7864                                 map->name);
7865                         return -EINVAL;
7866                 }
7867         } else {
7868                 btf = reg->btf;
7869         }
7870
7871         rec = reg_btf_record(reg);
7872         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7873                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7874                         map ? map->name : "kptr");
7875                 return -EINVAL;
7876         }
7877         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7878                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7879                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7880                 return -EINVAL;
7881         }
7882         if (is_lock) {
7883                 void *ptr;
7884
7885                 if (map)
7886                         ptr = map;
7887                 else
7888                         ptr = btf;
7889
7890                 if (cur->active_locks) {
7891                         verbose(env,
7892                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7893                         return -EINVAL;
7894                 }
7895                 err = acquire_lock_state(env, env->insn_idx, REF_TYPE_LOCK, reg->id, ptr);
7896                 if (err < 0) {
7897                         verbose(env, "Failed to acquire lock state\n");
7898                         return err;
7899                 }
7900         } else {
7901                 void *ptr;
7902
7903                 if (map)
7904                         ptr = map;
7905                 else
7906                         ptr = btf;
7907
7908                 if (!cur->active_locks) {
7909                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7910                         return -EINVAL;
7911                 }
7912
7913                 if (release_lock_state(cur_func(env), REF_TYPE_LOCK, reg->id, ptr)) {
7914                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7915                         return -EINVAL;
7916                 }
7917
7918                 invalidate_non_owning_refs(env);
7919         }
7920         return 0;
7921 }
7922
7923 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7924                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7925 {
7926         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7927         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7928         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7929         u64 val = reg->var_off.value;
7930
7931         if (!is_const) {
7932                 verbose(env,
7933                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7934                         regno);
7935                 return -EINVAL;
7936         }
7937         if (!map->btf) {
7938                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7939                         map->name);
7940                 return -EINVAL;
7941         }
7942         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7943                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7944                 return -EINVAL;
7945         }
7946         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7947                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7948                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7949                 return -EINVAL;
7950         }
7951         if (meta->map_ptr) {
7952                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7953                 return -EFAULT;
7954         }
7955         meta->map_uid = reg->map_uid;
7956         meta->map_ptr = map;
7957         return 0;
7958 }
7959
7960 static int process_wq_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7961                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7962 {
7963         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7964         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7965         u64 val = reg->var_off.value;
7966
7967         if (map->record->wq_off != val + reg->off) {
7968                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_wq' that is at %d\n",
7969                         val + reg->off, map->record->wq_off);
7970                 return -EINVAL;
7971         }
7972         meta->map.uid = reg->map_uid;
7973         meta->map.ptr = map;
7974         return 0;
7975 }
7976
7977 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7978                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7979 {
7980         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7981         struct btf_field *kptr_field;
7982         struct bpf_map *map_ptr;
7983         struct btf_record *rec;
7984         u32 kptr_off;
7985
7986         if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
7987                 rec = reg_btf_record(reg);
7988         } else { /* PTR_TO_MAP_VALUE */
7989                 map_ptr = reg->map_ptr;
7990                 if (!map_ptr->btf) {
7991                         verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7992                                 map_ptr->name);
7993                         return -EINVAL;
7994                 }
7995                 rec = map_ptr->record;
7996                 meta->map_ptr = map_ptr;
7997         }
7998
7999         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8000                 verbose(env,
8001                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
8002                         regno);
8003                 return -EINVAL;
8004         }
8005
8006         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_KPTR)) {
8007                 verbose(env, "R%d has no valid kptr\n", regno);
8008                 return -EINVAL;
8009         }
8010
8011         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
8012         kptr_field = btf_record_find(rec, kptr_off, BPF_KPTR);
8013         if (!kptr_field) {
8014                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
8015                 return -EACCES;
8016         }
8017         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF && kptr_field->type != BPF_KPTR_PERCPU) {
8018                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
8019                 return -EACCES;
8020         }
8021         meta->kptr_field = kptr_field;
8022         return 0;
8023 }
8024
8025 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
8026  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
8027  *
8028  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
8029  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
8030  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
8031  *
8032  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
8033  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
8034  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
8035  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
8036  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
8037  * memory that dynptr points to.
8038  *
8039  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
8040  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
8041  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
8042  *
8043  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
8044  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
8045  * points to.
8046  *
8047  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
8048  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
8049  */
8050 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
8051                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
8052 {
8053         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8054         int err;
8055
8056         if (reg->type != PTR_TO_STACK && reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
8057                 verbose(env,
8058                         "arg#%d expected pointer to stack or const struct bpf_dynptr\n",
8059                         regno - 1);
8060                 return -EINVAL;
8061         }
8062
8063         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
8064          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
8065          */
8066         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
8067                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
8068                 return -EFAULT;
8069         }
8070
8071         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
8072          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
8073          *
8074          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
8075          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
8076          *               contain an existing bpf_dynptr.
8077          *
8078          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
8079          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
8080          *               may be mutated.
8081          *
8082          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
8083          *               destroyed, including mutation of the memory it points
8084          *               to.
8085          */
8086         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
8087                 int i;
8088
8089                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
8090                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
8091                         return -EINVAL;
8092                 }
8093
8094                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
8095                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
8096                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
8097                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
8098                         if (err)
8099                                 return err;
8100                 }
8101
8102                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
8103         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
8104                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
8105                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
8106                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
8107                         return -EINVAL;
8108                 }
8109
8110                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
8111                         verbose(env,
8112                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
8113                                 regno - 1);
8114                         return -EINVAL;
8115                 }
8116
8117                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
8118                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
8119                         verbose(env,
8120                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
8121                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno - 1);
8122                         return -EINVAL;
8123                 }
8124
8125                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
8126         }
8127         return err;
8128 }
8129
8130 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
8131 {
8132         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8133
8134         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8135 }
8136
8137 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8138 {
8139         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
8140 }
8141
8142 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8143 {
8144         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
8145 }
8146
8147 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8148 {
8149         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
8150 }
8151
8152 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8153 {
8154         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
8155 }
8156
8157 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg_idx,
8158                               const struct btf_param *arg)
8159 {
8160         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
8161          * kfunc is iter state pointer
8162          */
8163         if (is_iter_kfunc(meta))
8164                 return arg_idx == 0;
8165
8166         /* iter passed as an argument to a generic kfunc */
8167         return btf_param_match_suffix(meta->btf, arg, "__iter");
8168 }
8169
8170 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
8171                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8172 {
8173         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8174         const struct btf_type *t;
8175         int spi, err, i, nr_slots, btf_id;
8176
8177         if (reg->type != PTR_TO_STACK) {
8178                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to an iterator on stack\n", regno - 1);
8179                 return -EINVAL;
8180         }
8181
8182         /* For iter_{new,next,destroy} functions, btf_check_iter_kfuncs()
8183          * ensures struct convention, so we wouldn't need to do any BTF
8184          * validation here. But given iter state can be passed as a parameter
8185          * to any kfunc, if arg has "__iter" suffix, we need to be a bit more
8186          * conservative here.
8187          */
8188         btf_id = btf_check_iter_arg(meta->btf, meta->func_proto, regno - 1);
8189         if (btf_id < 0) {
8190                 verbose(env, "expected valid iter pointer as arg #%d\n", regno - 1);
8191                 return -EINVAL;
8192         }
8193         t = btf_type_by_id(meta->btf, btf_id);
8194         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
8195
8196         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
8197                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
8198                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
8199                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
8200                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno - 1);
8201                         return -EINVAL;
8202                 }
8203
8204                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
8205                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
8206                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
8207                         if (err)
8208                                 return err;
8209                 }
8210
8211                 err = mark_stack_slots_iter(env, meta, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
8212                 if (err)
8213                         return err;
8214         } else {
8215                 /* iter_next() or iter_destroy(), as well as any kfunc
8216                  * accepting iter argument, expect initialized iter state
8217                  */
8218                 err = is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots);
8219                 switch (err) {
8220                 case 0:
8221                         break;
8222                 case -EINVAL:
8223                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
8224                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno - 1);
8225                         return err;
8226                 case -EPROTO:
8227                         verbose(env, "expected an RCU CS when using %s\n", meta->func_name);
8228                         return err;
8229                 default:
8230                         return err;
8231                 }
8232
8233                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
8234                 if (spi < 0)
8235                         return spi;
8236
8237                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
8238                 if (err)
8239                         return err;
8240
8241                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
8242                 meta->iter.spi = spi;
8243                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
8244                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
8245
8246                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
8247                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
8248                         if (err)
8249                                 return err;
8250                 }
8251         }
8252
8253         return 0;
8254 }
8255
8256 /* Look for a previous loop entry at insn_idx: nearest parent state
8257  * stopped at insn_idx with callsites matching those in cur->frame.
8258  */
8259 static struct bpf_verifier_state *find_prev_entry(struct bpf_verifier_env *env,
8260                                                   struct bpf_verifier_state *cur,
8261                                                   int insn_idx)
8262 {
8263         struct bpf_verifier_state_list *sl;
8264         struct bpf_verifier_state *st;
8265
8266         /* Explored states are pushed in stack order, most recent states come first */
8267         sl = *explored_state(env, insn_idx);
8268         for (; sl; sl = sl->next) {
8269                 /* If st->branches != 0 state is a part of current DFS verification path,
8270                  * hence cur & st for a loop.
8271                  */
8272                 st = &sl->state;
8273                 if (st->insn_idx == insn_idx && st->branches && same_callsites(st, cur) &&
8274                     st->dfs_depth < cur->dfs_depth)
8275                         return st;
8276         }
8277
8278         return NULL;
8279 }
8280
8281 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env);
8282 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
8283                        const struct bpf_reg_state *rcur,
8284                        struct bpf_idmap *idmap);
8285
8286 static void maybe_widen_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8287                             struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
8288                             struct bpf_idmap *idmap)
8289 {
8290         if (rold->type != SCALAR_VALUE)
8291                 return;
8292         if (rold->type != rcur->type)
8293                 return;
8294         if (rold->precise || rcur->precise || regs_exact(rold, rcur, idmap))
8295                 return;
8296         __mark_reg_unknown(env, rcur);
8297 }
8298
8299 static int widen_imprecise_scalars(struct bpf_verifier_env *env,
8300                                    struct bpf_verifier_state *old,
8301                                    struct bpf_verifier_state *cur)
8302 {
8303         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
8304         int i, fr;
8305
8306         reset_idmap_scratch(env);
8307         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
8308                 fold = old->frame[fr];
8309                 fcur = cur->frame[fr];
8310
8311                 for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
8312                         maybe_widen_reg(env,
8313                                         &fold->regs[i],
8314                                         &fcur->regs[i],
8315                                         &env->idmap_scratch);
8316
8317                 for (i = 0; i < fold->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8318                         if (!is_spilled_reg(&fold->stack[i]) ||
8319                             !is_spilled_reg(&fcur->stack[i]))
8320                                 continue;
8321
8322                         maybe_widen_reg(env,
8323                                         &fold->stack[i].spilled_ptr,
8324                                         &fcur->stack[i].spilled_ptr,
8325                                         &env->idmap_scratch);
8326                 }
8327         }
8328         return 0;
8329 }
8330
8331 static struct bpf_reg_state *get_iter_from_state(struct bpf_verifier_state *cur_st,
8332                                                  struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8333 {
8334         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
8335         int iter_spi = meta->iter.spi;
8336
8337         return &cur_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
8338 }
8339
8340 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
8341  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
8342  * to it as just "iter_next()" in comments below.
8343  *
8344  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
8345  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
8346  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
8347  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
8348  *
8349  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
8350  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
8351  * without having to simulate infinite amount of iterations.
8352  *
8353  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
8354  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
8355  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
8356  * exit.
8357  *
8358  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
8359  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
8360  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
8361  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
8362  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
8363  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
8364  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
8365  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
8366  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
8367  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
8368  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
8369  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
8370  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
8371  * simulation with a different input state, until all possible starting states
8372  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
8373  *
8374  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
8375  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
8376  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
8377  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
8378  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
8379  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
8380  *
8381  * Iteration convergence logic in is_state_visited() relies on exact
8382  * states comparison, which ignores read and precision marks.
8383  * This is necessary because read and precision marks are not finalized
8384  * while in the loop. Exact comparison might preclude convergence for
8385  * simple programs like below:
8386  *
8387  *     i = 0;
8388  *     while(iter_next(&it))
8389  *       i++;
8390  *
8391  * At each iteration step i++ would produce a new distinct state and
8392  * eventually instruction processing limit would be reached.
8393  *
8394  * To avoid such behavior speculatively forget (widen) range for
8395  * imprecise scalar registers, if those registers were not precise at the
8396  * end of the previous iteration and do not match exactly.
8397  *
8398  * This is a conservative heuristic that allows to verify wide range of programs,
8399  * however it precludes verification of programs that conjure an
8400  * imprecise value on the first loop iteration and use it as precise on a second.
8401  * For example, the following safe program would fail to verify:
8402  *
8403  *     struct bpf_num_iter it;
8404  *     int arr[10];
8405  *     int i = 0, a = 0;
8406  *     bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
8407  *     while (bpf_iter_num_next(&it)) {
8408  *       if (a == 0) {
8409  *         a = 1;
8410  *         i = 7; // Because i changed verifier would forget
8411  *                // it's range on second loop entry.
8412  *       } else {
8413  *         arr[i] = 42; // This would fail to verify.
8414  *       }
8415  *     }
8416  *     bpf_iter_num_destroy(&it);
8417  */
8418 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
8419                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8420 {
8421         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st, *prev_st;
8422         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
8423         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
8424
8425         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
8426
8427         cur_iter = get_iter_from_state(cur_st, meta);
8428
8429         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
8430             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
8431                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
8432                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
8433                 return -EFAULT;
8434         }
8435
8436         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
8437                 /* Because iter_next() call is a checkpoint is_state_visitied()
8438                  * should guarantee parent state with same call sites and insn_idx.
8439                  */
8440                 if (!cur_st->parent || cur_st->parent->insn_idx != insn_idx ||
8441                     !same_callsites(cur_st->parent, cur_st)) {
8442                         verbose(env, "bug: bad parent state for iter next call");
8443                         return -EFAULT;
8444                 }
8445                 /* Note cur_st->parent in the call below, it is necessary to skip
8446                  * checkpoint created for cur_st by is_state_visited()
8447                  * right at this instruction.
8448                  */
8449                 prev_st = find_prev_entry(env, cur_st->parent, insn_idx);
8450                 /* branch out active iter state */
8451                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
8452                 if (!queued_st)
8453                         return -ENOMEM;
8454
8455                 queued_iter = get_iter_from_state(queued_st, meta);
8456                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
8457                 queued_iter->iter.depth++;
8458                 if (prev_st)
8459                         widen_imprecise_scalars(env, prev_st, queued_st);
8460
8461                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
8462                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
8463         }
8464
8465         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
8466         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
8467         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
8468         __mark_reg_const_zero(env, &cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
8469
8470         return 0;
8471 }
8472
8473 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
8474 {
8475         return type == ARG_CONST_SIZE ||
8476                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
8477 }
8478
8479 static bool arg_type_is_raw_mem(enum bpf_arg_type type)
8480 {
8481         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_MEM &&
8482                type & MEM_UNINIT;
8483 }
8484
8485 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
8486 {
8487         return type & OBJ_RELEASE;
8488 }
8489
8490 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
8491 {
8492         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
8493 }
8494
8495 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
8496                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
8497                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
8498 {
8499         if (!meta->map_ptr) {
8500                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8501                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
8502                 return -EACCES;
8503         }
8504
8505         switch (meta->map_ptr->map_type) {
8506         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8507         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8508                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8509                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
8510                 } else {
8511                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
8512                         return -EINVAL;
8513                 }
8514                 break;
8515         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8516                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
8517                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
8518                 break;
8519         default:
8520                 break;
8521         }
8522         return 0;
8523 }
8524
8525 struct bpf_reg_types {
8526         const enum bpf_reg_type types[10];
8527         u32 *btf_id;
8528 };
8529
8530 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
8531         .types = {
8532                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
8533                 PTR_TO_SOCKET,
8534                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8535                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8536         },
8537 };
8538
8539 #ifdef CONFIG_NET
8540 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
8541         .types = {
8542                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
8543                 PTR_TO_SOCKET,
8544                 PTR_TO_TCP_SOCK,
8545                 PTR_TO_XDP_SOCK,
8546                 PTR_TO_BTF_ID,
8547                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8548         },
8549         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
8550 };
8551 #endif
8552
8553 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
8554         .types = {
8555                 PTR_TO_STACK,
8556                 PTR_TO_PACKET,
8557                 PTR_TO_PACKET_META,
8558                 PTR_TO_MAP_KEY,
8559                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8560                 PTR_TO_MEM,
8561                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
8562                 PTR_TO_BUF,
8563                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8564         },
8565 };
8566
8567 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
8568         .types = {
8569                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8570                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
8571         }
8572 };
8573
8574 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
8575 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
8576 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
8577 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
8578 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
8579 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
8580         .types = {
8581                 PTR_TO_BTF_ID,
8582                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
8583                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
8584         },
8585 };
8586 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
8587         .types = {
8588                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
8589                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_RCU,
8590                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
8591         }
8592 };
8593 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
8594 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
8595 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8596 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
8597 static const struct bpf_reg_types kptr_xchg_dest_types = {
8598         .types = {
8599                 PTR_TO_MAP_VALUE,
8600                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC
8601         }
8602 };
8603 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
8604         .types = {
8605                 PTR_TO_STACK,
8606                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
8607         }
8608 };
8609
8610 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
8611         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
8612         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
8613         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
8614         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
8615         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
8616         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
8617         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
8618         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
8619 #ifdef CONFIG_NET
8620         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
8621 #endif
8622         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
8623         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
8624         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
8625         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
8626         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
8627         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
8628         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
8629         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
8630         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
8631         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
8632         [ARG_KPTR_XCHG_DEST]            = &kptr_xchg_dest_types,
8633         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
8634 };
8635
8636 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
8637                           enum bpf_arg_type arg_type,
8638                           const u32 *arg_btf_id,
8639                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
8640 {
8641         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8642         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
8643         const struct bpf_reg_types *compatible;
8644         int i, j;
8645
8646         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
8647         if (!compatible) {
8648                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
8649                 return -EFAULT;
8650         }
8651
8652         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
8653          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
8654          *
8655          * Same for MAYBE_NULL:
8656          *
8657          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
8658          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
8659          *
8660          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
8661          *
8662          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
8663          */
8664         if (arg_type & MEM_RDONLY)
8665                 type &= ~MEM_RDONLY;
8666         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
8667                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
8668         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
8669                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
8670
8671         /* Local kptr types are allowed as the source argument of bpf_kptr_xchg */
8672         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type) && regno == BPF_REG_2) {
8673                 type &= ~MEM_ALLOC;
8674                 type &= ~MEM_PERCPU;
8675         }
8676
8677         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
8678                 expected = compatible->types[i];
8679                 if (expected == NOT_INIT)
8680                         break;
8681
8682                 if (type == expected)
8683                         goto found;
8684         }
8685
8686         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
8687         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
8688                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8689         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
8690         return -EACCES;
8691
8692 found:
8693         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
8694                 return 0;
8695
8696         if (compatible == &mem_types) {
8697                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
8698                         verbose(env,
8699                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
8700                                 func_id_name(meta->func_id),
8701                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
8702                         return -EACCES;
8703                 }
8704                 return 0;
8705         }
8706
8707         switch ((int)reg->type) {
8708         case PTR_TO_BTF_ID:
8709         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8710         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED | PTR_MAYBE_NULL:
8711         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8712         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
8713         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
8714         {
8715                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
8716                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
8717                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
8718                  */
8719                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
8720                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
8721
8722                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
8723                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
8724                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
8725                         return -EACCES;
8726                 }
8727
8728                 if (!arg_btf_id) {
8729                         if (!compatible->btf_id) {
8730                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
8731                                 return -EFAULT;
8732                         }
8733                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
8734                 }
8735
8736                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8737                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8738                                 return -EACCES;
8739                 } else {
8740                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
8741                                 verbose(env, "verifier internal error:");
8742                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
8743                                         regno);
8744                                 return -EACCES;
8745                         }
8746
8747                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
8748                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
8749                                                   strict_type_match)) {
8750                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
8751                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
8752                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
8753                                 return -EACCES;
8754                         }
8755                 }
8756                 break;
8757         }
8758         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8759         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_ALLOC:
8760                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
8761                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8762                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
8763                         return -EFAULT;
8764                 }
8765                 /* Check if local kptr in src arg matches kptr in dst arg */
8766                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && regno == BPF_REG_2) {
8767                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
8768                                 return -EACCES;
8769                 }
8770                 break;
8771         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
8772         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | MEM_RCU:
8773         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
8774                 /* Handled by helper specific checks */
8775                 break;
8776         default:
8777                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
8778                 return -EFAULT;
8779         }
8780         return 0;
8781 }
8782
8783 static struct btf_field *
8784 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
8785 {
8786         struct btf_field *field;
8787         struct btf_record *rec;
8788
8789         rec = reg_btf_record(reg);
8790         if (!rec)
8791                 return NULL;
8792
8793         field = btf_record_find(rec, off, fields);
8794         if (!field)
8795                 return NULL;
8796
8797         return field;
8798 }
8799
8800 static int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
8801                                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
8802                                   enum bpf_arg_type arg_type)
8803 {
8804         u32 type = reg->type;
8805
8806         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
8807          * offset must be 0.
8808          *
8809          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
8810          * meta->release_regno.
8811          */
8812         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8813                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
8814                  * may not directly point to the object being released, but to
8815                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
8816                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
8817                  * default handling.
8818                  */
8819                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
8820                         return 0;
8821
8822                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
8823                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
8824                  * to give the user a better error message.
8825                  */
8826                 if (reg->off) {
8827                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
8828                                 regno);
8829                         return -EINVAL;
8830                 }
8831                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8832         }
8833
8834         switch (type) {
8835         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
8836         case PTR_TO_STACK:
8837         case PTR_TO_PACKET:
8838         case PTR_TO_PACKET_META:
8839         case PTR_TO_MAP_KEY:
8840         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8841         case PTR_TO_MEM:
8842         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
8843         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
8844         case PTR_TO_BUF:
8845         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8846         case PTR_TO_ARENA:
8847         case SCALAR_VALUE:
8848                 return 0;
8849         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8850          * fixed offset.
8851          */
8852         case PTR_TO_BTF_ID:
8853         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8854         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8855         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8856         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8857         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF | MEM_RCU:
8858                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8859                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8860                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8861                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8862                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8863                  * still need to do checks instead of returning.
8864                  */
8865                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8866         default:
8867                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8868         }
8869 }
8870
8871 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8872                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8873                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8874 {
8875         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8876         int i;
8877
8878         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8879                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8880                         if (state) {
8881                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8882                                 return NULL;
8883                         }
8884                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8885                 }
8886
8887         if (!state)
8888                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8889
8890         return state;
8891 }
8892
8893 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8894 {
8895         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8896         int spi;
8897
8898         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8899                 return reg->id;
8900         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8901         if (spi < 0)
8902                 return spi;
8903         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8904 }
8905
8906 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8907 {
8908         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8909         int spi;
8910
8911         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8912                 return reg->ref_obj_id;
8913         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8914         if (spi < 0)
8915                 return spi;
8916         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8917 }
8918
8919 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8920                                             struct bpf_reg_state *reg)
8921 {
8922         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8923         int spi;
8924
8925         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8926                 return reg->dynptr.type;
8927
8928         spi = __get_spi(reg->off);
8929         if (spi < 0) {
8930                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8931                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8932         }
8933
8934         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8935 }
8936
8937 static int check_reg_const_str(struct bpf_verifier_env *env,
8938                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
8939 {
8940         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8941         int err;
8942         int map_off;
8943         u64 map_addr;
8944         char *str_ptr;
8945
8946         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE)
8947                 return -EINVAL;
8948
8949         if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8950                 verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8951                 return -EACCES;
8952         }
8953
8954         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8955                 verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8956                 return -EACCES;
8957         }
8958
8959         if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8960                 verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8961                 return -EACCES;
8962         }
8963
8964         err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8965                                map->value_size - reg->off, false,
8966                                ACCESS_HELPER);
8967         if (err)
8968                 return err;
8969
8970         map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8971         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8972         if (err) {
8973                 verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8974                 return err;
8975         }
8976
8977         str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8978         if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8979                 verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8980                 return -EINVAL;
8981         }
8982         return 0;
8983 }
8984
8985 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8986                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8987                           const struct bpf_func_proto *fn,
8988                           int insn_idx)
8989 {
8990         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8991         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8992         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8993         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8994         u32 *arg_btf_id = NULL;
8995         int err = 0;
8996
8997         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8998                 return 0;
8999
9000         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
9001         if (err)
9002                 return err;
9003
9004         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
9005                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
9006                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
9007                                 regno);
9008                         return -EACCES;
9009                 }
9010                 return 0;
9011         }
9012
9013         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
9014             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
9015                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
9016                 return -EACCES;
9017         }
9018
9019         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
9020                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
9021                 if (err)
9022                         return err;
9023         }
9024
9025         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
9026                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
9027                  * type checking.
9028                  */
9029                 goto skip_type_check;
9030
9031         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
9032         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
9033             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
9034                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
9035
9036         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
9037         if (err)
9038                 return err;
9039
9040         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
9041         if (err)
9042                 return err;
9043
9044 skip_type_check:
9045         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
9046                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
9047                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
9048                         int spi;
9049
9050                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
9051                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
9052                          * should only be done before process_dynptr_func for
9053                          * PTR_TO_STACK.
9054                          */
9055                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
9056                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
9057                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
9058                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
9059                                         return -EINVAL;
9060                                 }
9061                         } else {
9062                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
9063                                 return -EINVAL;
9064                         }
9065                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
9066                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
9067                                 regno);
9068                         return -EINVAL;
9069                 }
9070                 if (meta->release_regno) {
9071                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
9072                         return -EFAULT;
9073                 }
9074                 meta->release_regno = regno;
9075         }
9076
9077         if (reg->ref_obj_id && base_type(arg_type) != ARG_KPTR_XCHG_DEST) {
9078                 if (meta->ref_obj_id) {
9079                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
9080                                 regno, reg->ref_obj_id,
9081                                 meta->ref_obj_id);
9082                         return -EFAULT;
9083                 }
9084                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
9085         }
9086
9087         switch (base_type(arg_type)) {
9088         case ARG_CONST_MAP_PTR:
9089                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
9090                 if (meta->map_ptr) {
9091                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
9092                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
9093                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
9094                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
9095                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
9096                          *     if (timer)
9097                          *         // mismatch would have been allowed
9098                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
9099                          * }
9100                          *
9101                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
9102                          */
9103                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
9104                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
9105                                 verbose(env,
9106                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
9107                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
9108                                 return -EINVAL;
9109                         }
9110                 }
9111                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
9112                 meta->map_uid = reg->map_uid;
9113                 break;
9114         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
9115                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
9116                  * check that [key, key + map->key_size) are within
9117                  * stack limits and initialized
9118                  */
9119                 if (!meta->map_ptr) {
9120                         /* in function declaration map_ptr must come before
9121                          * map_key, so that it's verified and known before
9122                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
9123                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
9124                          */
9125                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
9126                         return -EACCES;
9127                 }
9128                 err = check_helper_mem_access(env, regno, meta->map_ptr->key_size,
9129                                               BPF_READ, false, NULL);
9130                 break;
9131         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
9132                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
9133                         return 0;
9134
9135                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
9136                  * check [value, value + map->value_size) validity
9137                  */
9138                 if (!meta->map_ptr) {
9139                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
9140                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
9141                         return -EACCES;
9142                 }
9143                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
9144                 err = check_helper_mem_access(env, regno, meta->map_ptr->value_size,
9145                                               arg_type & MEM_WRITE ? BPF_WRITE : BPF_READ,
9146                                               false, meta);
9147                 break;
9148         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
9149                 if (!reg->btf_id) {
9150                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
9151                         return -EACCES;
9152                 }
9153                 meta->ret_btf = reg->btf;
9154                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
9155                 break;
9156         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
9157                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
9158                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
9159                         return -EACCES;
9160                 }
9161                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
9162                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
9163                         if (err)
9164                                 return err;
9165                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
9166                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
9167                         if (err)
9168                                 return err;
9169                 } else {
9170                         verbose(env, "verifier internal error\n");
9171                         return -EFAULT;
9172                 }
9173                 break;
9174         case ARG_PTR_TO_TIMER:
9175                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
9176                 if (err)
9177                         return err;
9178                 break;
9179         case ARG_PTR_TO_FUNC:
9180                 meta->subprogno = reg->subprogno;
9181                 break;
9182         case ARG_PTR_TO_MEM:
9183                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
9184                  * next is_mem_size argument below.
9185                  */
9186                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
9187                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
9188                         err = check_helper_mem_access(env, regno, fn->arg_size[arg],
9189                                                       arg_type & MEM_WRITE ? BPF_WRITE : BPF_READ,
9190                                                       false, meta);
9191                         if (err)
9192                                 return err;
9193                         if (arg_type & MEM_ALIGNED)
9194                                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, fn->arg_size[arg], true);
9195                 }
9196                 break;
9197         case ARG_CONST_SIZE:
9198                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno,
9199                                          fn->arg_type[arg - 1] & MEM_WRITE ?
9200                                          BPF_WRITE : BPF_READ,
9201                                          false, meta);
9202                 break;
9203         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
9204                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno,
9205                                          fn->arg_type[arg - 1] & MEM_WRITE ?
9206                                          BPF_WRITE : BPF_READ,
9207                                          true, meta);
9208                 break;
9209         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
9210                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
9211                 if (err)
9212                         return err;
9213                 break;
9214         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
9215                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
9216                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
9217                                 regno);
9218                         return -EACCES;
9219                 }
9220                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
9221                 err = mark_chain_precision(env, regno);
9222                 if (err)
9223                         return err;
9224                 break;
9225         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
9226         {
9227                 err = check_reg_const_str(env, reg, regno);
9228                 if (err)
9229                         return err;
9230                 break;
9231         }
9232         case ARG_KPTR_XCHG_DEST:
9233                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
9234                 if (err)
9235                         return err;
9236                 break;
9237         }
9238
9239         return err;
9240 }
9241
9242 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
9243 {
9244         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
9245         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9246
9247         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9248             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem)
9249                 return false;
9250
9251         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
9252          * contexts, so updating is safe.
9253          */
9254         switch (type) {
9255         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
9256                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
9257                         return true;
9258                 break;
9259         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
9260                 /* map_update allowed only via dedicated helpers with event type checks */
9261                 if (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem)
9262                         return true;
9263                 break;
9264         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
9265         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
9266         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
9267         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
9268         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
9269         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
9270         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
9271                 return true;
9272         default:
9273                 break;
9274         }
9275
9276         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
9277         return false;
9278 }
9279
9280 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
9281 {
9282         return env->prog->jit_requested &&
9283                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
9284 }
9285
9286 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
9287                                         struct bpf_map *map, int func_id)
9288 {
9289         if (!map)
9290                 return 0;
9291
9292         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
9293         switch (map->map_type) {
9294         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
9295                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9296                         goto error;
9297                 break;
9298         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
9299                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
9300                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
9301                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
9302                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
9303                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
9304                         goto error;
9305                 break;
9306         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
9307                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
9308                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
9309                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
9310                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
9311                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
9312                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
9313                         goto error;
9314                 break;
9315         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
9316                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
9317                         goto error;
9318                 break;
9319         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
9320                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
9321                         goto error;
9322                 break;
9323         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
9324                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
9325                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
9326                         goto error;
9327                 break;
9328         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
9329         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
9330                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
9331                         goto error;
9332                 break;
9333         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
9334         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
9335                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9336                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
9337                         goto error;
9338                 break;
9339         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
9340          * appear.
9341          */
9342         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
9343                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
9344                         goto error;
9345                 break;
9346         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
9347                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9348                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
9349                         goto error;
9350                 break;
9351         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
9352         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
9353                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
9354                         goto error;
9355                 break;
9356         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
9357                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
9358                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
9359                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
9360                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
9361                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9362                     !may_update_sockmap(env, func_id))
9363                         goto error;
9364                 break;
9365         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
9366                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
9367                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
9368                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
9369                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
9370                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9371                     !may_update_sockmap(env, func_id))
9372                         goto error;
9373                 break;
9374         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
9375                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
9376                         goto error;
9377                 break;
9378         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
9379         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
9380                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9381                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9382                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
9383                         goto error;
9384                 break;
9385         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
9386                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
9387                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
9388                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
9389                         goto error;
9390                 break;
9391         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
9392                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
9393                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
9394                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
9395                         goto error;
9396                 break;
9397         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
9398                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
9399                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
9400                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
9401                         goto error;
9402                 break;
9403         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
9404                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
9405                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
9406                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
9407                         goto error;
9408                 break;
9409         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
9410                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9411                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
9412                         goto error;
9413                 break;
9414         default:
9415                 break;
9416         }
9417
9418         /* ... and second from the function itself. */
9419         switch (func_id) {
9420         case BPF_FUNC_tail_call:
9421                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
9422                         goto error;
9423                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
9424                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
9425                         return -EINVAL;
9426                 }
9427                 break;
9428         case BPF_FUNC_perf_event_read:
9429         case BPF_FUNC_perf_event_output:
9430         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
9431         case BPF_FUNC_skb_output:
9432         case BPF_FUNC_xdp_output:
9433                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
9434                         goto error;
9435                 break;
9436         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
9437         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
9438         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
9439         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
9440         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
9441         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
9442                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
9443                         goto error;
9444                 break;
9445         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9446                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
9447                         goto error;
9448                 break;
9449         case BPF_FUNC_get_stackid:
9450                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
9451                         goto error;
9452                 break;
9453         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
9454         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
9455                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
9456                         goto error;
9457                 break;
9458         case BPF_FUNC_redirect_map:
9459                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
9460                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
9461                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
9462                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
9463                         goto error;
9464                 break;
9465         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
9466         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
9467         case BPF_FUNC_sock_map_update:
9468                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
9469                         goto error;
9470                 break;
9471         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
9472         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
9473         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
9474                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
9475                         goto error;
9476                 break;
9477         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9478                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
9479                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
9480                         goto error;
9481                 break;
9482         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
9483                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
9484                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
9485                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
9486                         goto error;
9487                 break;
9488         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
9489                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
9490                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
9491                         goto error;
9492                 break;
9493         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
9494         case BPF_FUNC_map_push_elem:
9495                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
9496                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
9497                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
9498                         goto error;
9499                 break;
9500         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
9501                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
9502                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
9503                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
9504                         goto error;
9505                 break;
9506         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
9507         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
9508                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
9509                         goto error;
9510                 break;
9511         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
9512         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
9513                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
9514                         goto error;
9515                 break;
9516         case BPF_FUNC_task_storage_get:
9517         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
9518                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
9519                         goto error;
9520                 break;
9521         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
9522         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
9523                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
9524                         goto error;
9525                 break;
9526         default:
9527                 break;
9528         }
9529
9530         return 0;
9531 error:
9532         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
9533                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
9534         return -EINVAL;
9535 }
9536
9537 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9538 {
9539         int count = 0;
9540
9541         if (arg_type_is_raw_mem(fn->arg1_type))
9542                 count++;
9543         if (arg_type_is_raw_mem(fn->arg2_type))
9544                 count++;
9545         if (arg_type_is_raw_mem(fn->arg3_type))
9546                 count++;
9547         if (arg_type_is_raw_mem(fn->arg4_type))
9548                 count++;
9549         if (arg_type_is_raw_mem(fn->arg5_type))
9550                 count++;
9551
9552         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
9553          * which is sufficient for the helper functions we have
9554          * right now.
9555          */
9556         return count <= 1;
9557 }
9558
9559 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
9560 {
9561         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
9562         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
9563         bool is_next_size = false;
9564
9565         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
9566                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
9567
9568         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
9569                 return is_next_size;
9570
9571         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
9572 }
9573
9574 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9575 {
9576         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
9577          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
9578          * to be paired, so make sure there's no buggy
9579          * helper function specification.
9580          */
9581         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
9582             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
9583             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
9584             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
9585             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
9586             check_args_pair_invalid(fn, 4))
9587                 return false;
9588
9589         return true;
9590 }
9591
9592 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
9593 {
9594         int i;
9595
9596         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
9597                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
9598                         return !!fn->arg_btf_id[i];
9599                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
9600                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
9601                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
9602                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
9603                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
9604                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
9605                         return false;
9606         }
9607
9608         return true;
9609 }
9610
9611 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
9612 {
9613         return check_raw_mode_ok(fn) &&
9614                check_arg_pair_ok(fn) &&
9615                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
9616 }
9617
9618 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
9619  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
9620  *
9621  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
9622  * since these slices point to packet data.
9623  */
9624 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
9625 {
9626         struct bpf_func_state *state;
9627         struct bpf_reg_state *reg;
9628
9629         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9630                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
9631                         mark_reg_invalid(env, reg);
9632         }));
9633 }
9634
9635 enum {
9636         AT_PKT_END = -1,
9637         BEYOND_PKT_END = -2,
9638 };
9639
9640 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
9641 {
9642         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9643         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
9644
9645         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
9646                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
9647                 return;
9648
9649         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
9650          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
9651          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
9652          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
9653          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
9654          */
9655         if (range_open)
9656                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
9657         else
9658                 reg->range = AT_PKT_END;
9659 }
9660
9661 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
9662  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
9663  */
9664 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
9665                              int ref_obj_id)
9666 {
9667         struct bpf_func_state *state;
9668         struct bpf_reg_state *reg;
9669         int err;
9670
9671         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
9672         if (err)
9673                 return err;
9674
9675         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9676                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
9677                         mark_reg_invalid(env, reg);
9678         }));
9679
9680         return 0;
9681 }
9682
9683 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
9684 {
9685         struct bpf_func_state *unused;
9686         struct bpf_reg_state *reg;
9687
9688         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
9689                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
9690                         mark_reg_invalid(env, reg);
9691         }));
9692 }
9693
9694 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
9695                                     struct bpf_reg_state *regs)
9696 {
9697         int i;
9698
9699         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
9700         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9701                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9702                 __check_reg_arg(env, regs, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9703         }
9704 }
9705
9706 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
9707                                    struct bpf_func_state *caller,
9708                                    struct bpf_func_state *callee,
9709                                    int insn_idx);
9710
9711 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9712                             struct bpf_func_state *caller,
9713                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
9714
9715 static int setup_func_entry(struct bpf_verifier_env *env, int subprog, int callsite,
9716                             set_callee_state_fn set_callee_state_cb,
9717                             struct bpf_verifier_state *state)
9718 {
9719         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9720         int err;
9721
9722         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
9723                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
9724                         state->curframe + 2);
9725                 return -E2BIG;
9726         }
9727
9728         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
9729                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
9730                         state->curframe + 1);
9731                 return -EFAULT;
9732         }
9733
9734         caller = state->frame[state->curframe];
9735         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
9736         if (!callee)
9737                 return -ENOMEM;
9738         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
9739
9740         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
9741          * into its own stack before reading from it.
9742          * callee can read/write into caller's stack
9743          */
9744         init_func_state(env, callee,
9745                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
9746                         callsite,
9747                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
9748                         subprog /* subprog number within this prog */);
9749         /* Transfer references to the callee */
9750         err = copy_reference_state(callee, caller);
9751         err = err ?: set_callee_state_cb(env, caller, callee, callsite);
9752         if (err)
9753                 goto err_out;
9754
9755         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
9756         state->curframe++;
9757
9758         return 0;
9759
9760 err_out:
9761         free_func_state(callee);
9762         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
9763         return err;
9764 }
9765
9766 static int btf_check_func_arg_match(struct bpf_verifier_env *env, int subprog,
9767                                     const struct btf *btf,
9768                                     struct bpf_reg_state *regs)
9769 {
9770         struct bpf_subprog_info *sub = subprog_info(env, subprog);
9771         struct bpf_verifier_log *log = &env->log;
9772         u32 i;
9773         int ret;
9774
9775         ret = btf_prepare_func_args(env, subprog);
9776         if (ret)
9777                 return ret;
9778
9779         /* check that BTF function arguments match actual types that the
9780          * verifier sees.
9781          */
9782         for (i = 0; i < sub->arg_cnt; i++) {
9783                 u32 regno = i + 1;
9784                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
9785                 struct bpf_subprog_arg_info *arg = &sub->args[i];
9786
9787                 if (arg->arg_type == ARG_ANYTHING) {
9788                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
9789                                 bpf_log(log, "R%d is not a scalar\n", regno);
9790                                 return -EINVAL;
9791                         }
9792                 } else if (arg->arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
9793                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_DONTCARE);
9794                         if (ret < 0)
9795                                 return ret;
9796                         /* If function expects ctx type in BTF check that caller
9797                          * is passing PTR_TO_CTX.
9798                          */
9799                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
9800                                 bpf_log(log, "arg#%d expects pointer to ctx\n", i);
9801                                 return -EINVAL;
9802                         }
9803                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
9804                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_DONTCARE);
9805                         if (ret < 0)
9806                                 return ret;
9807                         if (check_mem_reg(env, reg, regno, arg->mem_size))
9808                                 return -EINVAL;
9809                         if (!(arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL) && (reg->type & PTR_MAYBE_NULL)) {
9810                                 bpf_log(log, "arg#%d is expected to be non-NULL\n", i);
9811                                 return -EINVAL;
9812                         }
9813                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_ARENA) {
9814                         /*
9815                          * Can pass any value and the kernel won't crash, but
9816                          * only PTR_TO_ARENA or SCALAR make sense. Everything
9817                          * else is a bug in the bpf program. Point it out to
9818                          * the user at the verification time instead of
9819                          * run-time debug nightmare.
9820                          */
9821                         if (reg->type != PTR_TO_ARENA && reg->type != SCALAR_VALUE) {
9822                                 bpf_log(log, "R%d is not a pointer to arena or scalar.\n", regno);
9823                                 return -EINVAL;
9824                         }
9825                 } else if (arg->arg_type == (ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY)) {
9826                         ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, ARG_PTR_TO_DYNPTR);
9827                         if (ret)
9828                                 return ret;
9829
9830                         ret = process_dynptr_func(env, regno, -1, arg->arg_type, 0);
9831                         if (ret)
9832                                 return ret;
9833                 } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
9834                         struct bpf_call_arg_meta meta;
9835                         int err;
9836
9837                         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg->arg_type))
9838                                 continue;
9839
9840                         memset(&meta, 0, sizeof(meta)); /* leave func_id as zero */
9841                         err = check_reg_type(env, regno, arg->arg_type, &arg->btf_id, &meta);
9842                         err = err ?: check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg->arg_type);
9843                         if (err)
9844                                 return err;
9845                 } else {
9846                         bpf_log(log, "verifier bug: unrecognized arg#%d type %d\n",
9847                                 i, arg->arg_type);
9848                         return -EFAULT;
9849                 }
9850         }
9851
9852         return 0;
9853 }
9854
9855 /* Compare BTF of a function call with given bpf_reg_state.
9856  * Returns:
9857  * EFAULT - there is a verifier bug. Abort verification.
9858  * EINVAL - there is a type mismatch or BTF is not available.
9859  * 0 - BTF matches with what bpf_reg_state expects.
9860  * Only PTR_TO_CTX and SCALAR_VALUE states are recognized.
9861  */
9862 static int btf_check_subprog_call(struct bpf_verifier_env *env, int subprog,
9863                                   struct bpf_reg_state *regs)
9864 {
9865         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9866         struct btf *btf = prog->aux->btf;
9867         u32 btf_id;
9868         int err;
9869
9870         if (!prog->aux->func_info)
9871                 return -EINVAL;
9872
9873         btf_id = prog->aux->func_info[subprog].type_id;
9874         if (!btf_id)
9875                 return -EFAULT;
9876
9877         if (prog->aux->func_info_aux[subprog].unreliable)
9878                 return -EINVAL;
9879
9880         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, btf, regs);
9881         /* Compiler optimizations can remove arguments from static functions
9882          * or mismatched type can be passed into a global function.
9883          * In such cases mark the function as unreliable from BTF point of view.
9884          */
9885         if (err)
9886                 prog->aux->func_info_aux[subprog].unreliable = true;
9887         return err;
9888 }
9889
9890 static int push_callback_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9891                               int insn_idx, int subprog,
9892                               set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
9893 {
9894         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state, *callback_state;
9895         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9896         int err;
9897
9898         caller = state->frame[state->curframe];
9899         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
9900         if (err == -EFAULT)
9901                 return err;
9902
9903         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
9904          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
9905          * callbacks
9906          */
9907         env->subprog_info[subprog].is_cb = true;
9908         if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9909             !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
9910                 verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
9911                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9912                 return -EFAULT;
9913         } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
9914                    !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
9915                 verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
9916                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9917                 return -EFAULT;
9918         }
9919
9920         if (is_async_callback_calling_insn(insn)) {
9921                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
9922
9923                 /* there is no real recursion here. timer and workqueue callbacks are async */
9924                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
9925                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
9926                                          insn_idx, subprog,
9927                                          is_bpf_wq_set_callback_impl_kfunc(insn->imm));
9928                 if (!async_cb)
9929                         return -EFAULT;
9930                 callee = async_cb->frame[0];
9931                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
9932
9933                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
9934                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, insn_idx);
9935                 if (err)
9936                         return err;
9937
9938                 return 0;
9939         }
9940
9941         /* for callback functions enqueue entry to callback and
9942          * proceed with next instruction within current frame.
9943          */
9944         callback_state = push_stack(env, env->subprog_info[subprog].start, insn_idx, false);
9945         if (!callback_state)
9946                 return -ENOMEM;
9947
9948         err = setup_func_entry(env, subprog, insn_idx, set_callee_state_cb,
9949                                callback_state);
9950         if (err)
9951                 return err;
9952
9953         callback_state->callback_unroll_depth++;
9954         callback_state->frame[callback_state->curframe - 1]->callback_depth++;
9955         caller->callback_depth = 0;
9956         return 0;
9957 }
9958
9959 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9960                            int *insn_idx)
9961 {
9962         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9963         struct bpf_func_state *caller;
9964         int err, subprog, target_insn;
9965
9966         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9967         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9968         if (subprog < 0) {
9969                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n", target_insn);
9970                 return -EFAULT;
9971         }
9972
9973         caller = state->frame[state->curframe];
9974         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
9975         if (err == -EFAULT)
9976                 return err;
9977         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
9978                 const char *sub_name = subprog_name(env, subprog);
9979
9980                 /* Only global subprogs cannot be called with a lock held. */
9981                 if (cur_func(env)->active_locks) {
9982                         verbose(env, "global function calls are not allowed while holding a lock,\n"
9983                                      "use static function instead\n");
9984                         return -EINVAL;
9985                 }
9986
9987                 /* Only global subprogs cannot be called with preemption disabled. */
9988                 if (env->cur_state->active_preempt_lock) {
9989                         verbose(env, "global function calls are not allowed with preemption disabled,\n"
9990                                      "use static function instead\n");
9991                         return -EINVAL;
9992                 }
9993
9994                 if (err) {
9995                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d ('%s')\n",
9996                                 subprog, sub_name);
9997                         return err;
9998                 }
9999
10000                 verbose(env, "Func#%d ('%s') is global and assumed valid.\n",
10001                         subprog, sub_name);
10002                 if (env->subprog_info[subprog].changes_pkt_data)
10003                         clear_all_pkt_pointers(env);
10004                 /* mark global subprog for verifying after main prog */
10005                 subprog_aux(env, subprog)->called = true;
10006                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
10007
10008                 /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
10009                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
10010                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
10011
10012                 /* continue with next insn after call */
10013                 return 0;
10014         }
10015
10016         /* for regular function entry setup new frame and continue
10017          * from that frame.
10018          */
10019         err = setup_func_entry(env, subprog, *insn_idx, set_callee_state, state);
10020         if (err)
10021                 return err;
10022
10023         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
10024
10025         /* and go analyze first insn of the callee */
10026         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
10027
10028         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
10029                 verbose(env, "caller:\n");
10030                 print_verifier_state(env, caller, true);
10031                 verbose(env, "callee:\n");
10032                 print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
10033         }
10034
10035         return 0;
10036 }
10037
10038 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
10039                                    struct bpf_func_state *caller,
10040                                    struct bpf_func_state *callee)
10041 {
10042         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
10043          *      void *callback_ctx, u64 flags);
10044          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
10045          *      void *callback_ctx);
10046          */
10047         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
10048
10049         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
10050         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
10051         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
10052
10053         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
10054         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
10055         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
10056
10057         /* pointer to stack or null */
10058         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
10059
10060         /* unused */
10061         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
10062         return 0;
10063 }
10064
10065 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
10066                             struct bpf_func_state *caller,
10067                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
10068 {
10069         int i;
10070
10071         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
10072          * pointers, which connects us up to the liveness chain
10073          */
10074         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
10075                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
10076         return 0;
10077 }
10078
10079 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
10080                                        struct bpf_func_state *caller,
10081                                        struct bpf_func_state *callee,
10082                                        int insn_idx)
10083 {
10084         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
10085         struct bpf_map *map;
10086         int err;
10087
10088         /* valid map_ptr and poison value does not matter */
10089         map = insn_aux->map_ptr_state.map_ptr;
10090         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
10091             !map->ops->map_for_each_callback) {
10092                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
10093                 return -ENOTSUPP;
10094         }
10095
10096         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
10097         if (err)
10098                 return err;
10099
10100         callee->in_callback_fn = true;
10101         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
10102         return 0;
10103 }
10104
10105 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
10106                                    struct bpf_func_state *caller,
10107                                    struct bpf_func_state *callee,
10108                                    int insn_idx)
10109 {
10110         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
10111          *          u64 flags);
10112          * callback_fn(u64 index, void *callback_ctx);
10113          */
10114         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
10115         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
10116
10117         /* unused */
10118         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
10119         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
10120         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
10121
10122         callee->in_callback_fn = true;
10123         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
10124         return 0;
10125 }
10126
10127 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
10128                                     struct bpf_func_state *caller,
10129                                     struct bpf_func_state *callee,
10130                                     int insn_idx)
10131 {
10132         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
10133
10134         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
10135          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
10136          */
10137         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
10138         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
10139         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
10140
10141         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
10142         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
10143         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
10144
10145         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
10146         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
10147         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
10148
10149         /* unused */
10150         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
10151         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
10152         callee->in_async_callback_fn = true;
10153         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
10154         return 0;
10155 }
10156
10157 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
10158                                        struct bpf_func_state *caller,
10159                                        struct bpf_func_state *callee,
10160                                        int insn_idx)
10161 {
10162         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
10163          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
10164          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
10165          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
10166          */
10167         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
10168
10169         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
10170         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
10171         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
10172         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA];
10173
10174         /* pointer to stack or null */
10175         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
10176
10177         /* unused */
10178         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
10179         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
10180         callee->in_callback_fn = true;
10181         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
10182         return 0;
10183 }
10184
10185 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
10186                                            struct bpf_func_state *caller,
10187                                            struct bpf_func_state *callee,
10188                                            int insn_idx)
10189 {
10190         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
10191          *                        callback_ctx, u64 flags);
10192          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
10193          */
10194         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
10195         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
10196         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
10197
10198         /* unused */
10199         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
10200         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
10201         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
10202
10203         callee->in_callback_fn = true;
10204         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
10205         return 0;
10206 }
10207
10208 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
10209                                          struct bpf_func_state *caller,
10210                                          struct bpf_func_state *callee,
10211                                          int insn_idx)
10212 {
10213         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
10214          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
10215          *
10216          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
10217          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
10218          * by this point, so look at 'root'
10219          */
10220         struct btf_field *field;
10221
10222         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
10223                                       BPF_RB_ROOT);
10224         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
10225                 return -EFAULT;
10226
10227         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
10228         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
10229         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
10230         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
10231
10232         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
10233         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
10234         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
10235         callee->in_callback_fn = true;
10236         callee->callback_ret_range = retval_range(0, 1);
10237         return 0;
10238 }
10239
10240 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
10241
10242 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
10243  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
10244  * lock
10245  */
10246 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
10247 {
10248         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10249         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10250         struct bpf_func_state *callee;
10251         int kfunc_btf_id;
10252
10253         if (!state->curframe)
10254                 return false;
10255
10256         callee = state->frame[state->curframe];
10257
10258         if (!callee->in_callback_fn)
10259                 return false;
10260
10261         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
10262         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
10263 }
10264
10265 static bool retval_range_within(struct bpf_retval_range range, const struct bpf_reg_state *reg,
10266                                 bool return_32bit)
10267 {
10268         if (return_32bit)
10269                 return range.minval <= reg->s32_min_value && reg->s32_max_value <= range.maxval;
10270         else
10271                 return range.minval <= reg->smin_value && reg->smax_value <= range.maxval;
10272 }
10273
10274 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
10275 {
10276         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state, *prev_st;
10277         struct bpf_func_state *caller, *callee;
10278         struct bpf_reg_state *r0;
10279         bool in_callback_fn;
10280         int err;
10281
10282         callee = state->frame[state->curframe];
10283         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
10284         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
10285                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
10286                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
10287                  * since these pointers are valid. Only current stack
10288                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
10289                  * but let's be conservative
10290                  */
10291                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
10292                 return -EINVAL;
10293         }
10294
10295         caller = state->frame[state->curframe - 1];
10296         if (callee->in_callback_fn) {
10297                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
10298                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
10299                         return -EACCES;
10300                 }
10301
10302                 /* we are going to rely on register's precise value */
10303                 err = mark_reg_read(env, r0, r0->parent, REG_LIVE_READ64);
10304                 err = err ?: mark_chain_precision(env, BPF_REG_0);
10305                 if (err)
10306                         return err;
10307
10308                 /* enforce R0 return value range, and bpf_callback_t returns 64bit */
10309                 if (!retval_range_within(callee->callback_ret_range, r0, false)) {
10310                         verbose_invalid_scalar(env, r0, callee->callback_ret_range,
10311                                                "At callback return", "R0");
10312                         return -EINVAL;
10313                 }
10314                 if (!calls_callback(env, callee->callsite)) {
10315                         verbose(env, "BUG: in callback at %d, callsite %d !calls_callback\n",
10316                                 *insn_idx, callee->callsite);
10317                         return -EFAULT;
10318                 }
10319         } else {
10320                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
10321                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
10322         }
10323
10324         /* Transfer references to the caller */
10325         err = copy_reference_state(caller, callee);
10326         if (err)
10327                 return err;
10328
10329         /* for callbacks like bpf_loop or bpf_for_each_map_elem go back to callsite,
10330          * there function call logic would reschedule callback visit. If iteration
10331          * converges is_state_visited() would prune that visit eventually.
10332          */
10333         in_callback_fn = callee->in_callback_fn;
10334         if (in_callback_fn)
10335                 *insn_idx = callee->callsite;
10336         else
10337                 *insn_idx = callee->callsite + 1;
10338
10339         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
10340                 verbose(env, "returning from callee:\n");
10341                 print_verifier_state(env, callee, true);
10342                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
10343                 print_verifier_state(env, caller, true);
10344         }
10345         /* clear everything in the callee. In case of exceptional exits using
10346          * bpf_throw, this will be done by copy_verifier_state for extra frames. */
10347         free_func_state(callee);
10348         state->frame[state->curframe--] = NULL;
10349
10350         /* for callbacks widen imprecise scalars to make programs like below verify:
10351          *
10352          *   struct ctx { int i; }
10353          *   void cb(int idx, struct ctx *ctx) { ctx->i++; ... }
10354          *   ...
10355          *   struct ctx = { .i = 0; }
10356          *   bpf_loop(100, cb, &ctx, 0);
10357          *
10358          * This is similar to what is done in process_iter_next_call() for open
10359          * coded iterators.
10360          */
10361         prev_st = in_callback_fn ? find_prev_entry(env, state, *insn_idx) : NULL;
10362         if (prev_st) {
10363                 err = widen_imprecise_scalars(env, prev_st, state);
10364                 if (err)
10365                         return err;
10366         }
10367         return 0;
10368 }
10369
10370 static int do_refine_retval_range(struct bpf_verifier_env *env,
10371                                   struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
10372                                   int func_id,
10373                                   struct bpf_call_arg_meta *meta)
10374 {
10375         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
10376
10377         if (ret_type != RET_INTEGER)
10378                 return 0;
10379
10380         switch (func_id) {
10381         case BPF_FUNC_get_stack:
10382         case BPF_FUNC_get_task_stack:
10383         case BPF_FUNC_probe_read_str:
10384         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
10385         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
10386                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
10387                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
10388                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
10389                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
10390                 reg_bounds_sync(ret_reg);
10391                 break;
10392         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
10393                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
10394                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
10395                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
10396                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
10397                 ret_reg->umin_value = 0;
10398                 ret_reg->u32_min_value = 0;
10399                 ret_reg->smin_value = 0;
10400                 ret_reg->s32_min_value = 0;
10401                 reg_bounds_sync(ret_reg);
10402                 break;
10403         }
10404
10405         return reg_bounds_sanity_check(env, ret_reg, "retval");
10406 }
10407
10408 static int
10409 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
10410                 int func_id, int insn_idx)
10411 {
10412         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
10413         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
10414
10415         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
10416             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
10417             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
10418             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
10419             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
10420             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
10421             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
10422             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
10423             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
10424             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
10425                 return 0;
10426
10427         if (map == NULL) {
10428                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10429                 return -EINVAL;
10430         }
10431
10432         /* In case of read-only, some additional restrictions
10433          * need to be applied in order to prevent altering the
10434          * state of the map from program side.
10435          */
10436         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
10437             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
10438              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
10439              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
10440              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
10441                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
10442                 return -EACCES;
10443         }
10444
10445         if (!aux->map_ptr_state.map_ptr)
10446                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
10447                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1, false);
10448         else if (aux->map_ptr_state.map_ptr != meta->map_ptr)
10449                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
10450                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1, true);
10451         return 0;
10452 }
10453
10454 static int
10455 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
10456                 int func_id, int insn_idx)
10457 {
10458         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
10459         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
10460         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
10461         u64 val, max;
10462         int err;
10463
10464         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
10465                 return 0;
10466         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
10467                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10468                 return -EINVAL;
10469         }
10470
10471         reg = &regs[BPF_REG_3];
10472         val = reg->var_off.value;
10473         max = map->max_entries;
10474
10475         if (!(is_reg_const(reg, false) && val < max)) {
10476                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
10477                 return 0;
10478         }
10479
10480         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
10481         if (err)
10482                 return err;
10483         if (bpf_map_key_unseen(aux))
10484                 bpf_map_key_store(aux, val);
10485         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
10486                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
10487                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
10488         return 0;
10489 }
10490
10491 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env, bool exception_exit)
10492 {
10493         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
10494         bool refs_lingering = false;
10495         int i;
10496
10497         if (!exception_exit && state->frameno)
10498                 return 0;
10499
10500         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10501                 if (state->refs[i].type != REF_TYPE_PTR)
10502                         continue;
10503                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
10504                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
10505                 refs_lingering = true;
10506         }
10507         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
10508 }
10509
10510 static int check_resource_leak(struct bpf_verifier_env *env, bool exception_exit, bool check_lock, const char *prefix)
10511 {
10512         int err;
10513
10514         if (check_lock && cur_func(env)->active_locks) {
10515                 verbose(env, "%s cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n", prefix);
10516                 return -EINVAL;
10517         }
10518
10519         err = check_reference_leak(env, exception_exit);
10520         if (err) {
10521                 verbose(env, "%s would lead to reference leak\n", prefix);
10522                 return err;
10523         }
10524
10525         if (check_lock && env->cur_state->active_rcu_lock) {
10526                 verbose(env, "%s cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n", prefix);
10527                 return -EINVAL;
10528         }
10529
10530         if (check_lock && env->cur_state->active_preempt_lock) {
10531                 verbose(env, "%s cannot be used inside bpf_preempt_disable-ed region\n", prefix);
10532                 return -EINVAL;
10533         }
10534
10535         return 0;
10536 }
10537
10538 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
10539                                    struct bpf_reg_state *regs)
10540 {
10541         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
10542         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
10543         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
10544         struct bpf_bprintf_data data = {};
10545         int err, fmt_map_off, num_args;
10546         u64 fmt_addr;
10547         char *fmt;
10548
10549         /* data must be an array of u64 */
10550         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
10551                 return -EINVAL;
10552         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
10553
10554         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
10555          * and map_direct_value_addr is set.
10556          */
10557         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
10558         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
10559                                                   fmt_map_off);
10560         if (err) {
10561                 verbose(env, "verifier bug\n");
10562                 return -EFAULT;
10563         }
10564         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
10565
10566         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
10567          * can focus on validating the format specifiers.
10568          */
10569         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
10570         if (err < 0)
10571                 verbose(env, "Invalid format string\n");
10572
10573         return err;
10574 }
10575
10576 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
10577 {
10578         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
10579         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
10580
10581         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
10582                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
10583                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
10584                                 func_id_name(func_id), func_id);
10585                         return -ENOTSUPP;
10586                 }
10587                 return 0;
10588         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
10589                 return 0;
10590         }
10591
10592         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
10593                 func_id_name(func_id), func_id, type);
10594         return -ENOTSUPP;
10595 }
10596
10597 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
10598 {
10599         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
10600 }
10601
10602 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
10603 {
10604         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10605         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
10606         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
10607
10608         if (reg_is_null)
10609                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
10610
10611         return reg_is_null;
10612 }
10613
10614 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
10615 {
10616         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
10617
10618         if (!state->initialized) {
10619                 state->initialized = 1;
10620                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
10621                 state->callback_subprogno = subprogno;
10622                 return;
10623         }
10624
10625         if (!state->fit_for_inline)
10626                 return;
10627
10628         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
10629                                  state->callback_subprogno == subprogno);
10630 }
10631
10632 static int get_helper_proto(struct bpf_verifier_env *env, int func_id,
10633                             const struct bpf_func_proto **ptr)
10634 {
10635         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID)
10636                 return -ERANGE;
10637
10638         if (!env->ops->get_func_proto)
10639                 return -EINVAL;
10640
10641         *ptr = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
10642         return *ptr ? 0 : -EINVAL;
10643 }
10644
10645 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
10646                              int *insn_idx_p)
10647 {
10648         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
10649         bool returns_cpu_specific_alloc_ptr = false;
10650         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
10651         enum bpf_return_type ret_type;
10652         enum bpf_type_flag ret_flag;
10653         struct bpf_reg_state *regs;
10654         struct bpf_call_arg_meta meta;
10655         int insn_idx = *insn_idx_p;
10656         bool changes_data;
10657         int i, err, func_id;
10658
10659         /* find function prototype */
10660         func_id = insn->imm;
10661         err = get_helper_proto(env, insn->imm, &fn);
10662         if (err == -ERANGE) {
10663                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id), func_id);
10664                 return -EINVAL;
10665         }
10666
10667         if (err) {
10668                 verbose(env, "program of this type cannot use helper %s#%d\n",
10669                         func_id_name(func_id), func_id);
10670                 return err;
10671         }
10672
10673         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
10674         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
10675                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
10676                 return -EINVAL;
10677         }
10678
10679         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
10680                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
10681                 return -EINVAL;
10682         }
10683
10684         if (!in_sleepable(env) && fn->might_sleep) {
10685                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
10686                 return -EINVAL;
10687         }
10688
10689         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
10690         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(func_id);
10691         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
10692                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
10693                         func_id_name(func_id), func_id);
10694                 return -EINVAL;
10695         }
10696
10697         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
10698         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
10699
10700         err = check_func_proto(fn, func_id);
10701         if (err) {
10702                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
10703                         func_id_name(func_id), func_id);
10704                 return err;
10705         }
10706
10707         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
10708                 if (fn->might_sleep) {
10709                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
10710                                 func_id_name(func_id), func_id);
10711                         return -EINVAL;
10712                 }
10713
10714                 if (in_sleepable(env) && is_storage_get_function(func_id))
10715                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
10716         }
10717
10718         if (env->cur_state->active_preempt_lock) {
10719                 if (fn->might_sleep) {
10720                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in non-preemptible region\n",
10721                                 func_id_name(func_id), func_id);
10722                         return -EINVAL;
10723                 }
10724
10725                 if (in_sleepable(env) && is_storage_get_function(func_id))
10726                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
10727         }
10728
10729         meta.func_id = func_id;
10730         /* check args */
10731         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
10732                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
10733                 if (err)
10734                         return err;
10735         }
10736
10737         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
10738         if (err)
10739                 return err;
10740
10741         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
10742         if (err)
10743                 return err;
10744
10745         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
10746          * is inferred from register state.
10747          */
10748         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
10749                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
10750                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
10751                 if (err)
10752                         return err;
10753         }
10754
10755         regs = cur_regs(env);
10756
10757         if (meta.release_regno) {
10758                 err = -EINVAL;
10759                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
10760                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
10761                  * is safe to do directly.
10762                  */
10763                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
10764                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10765                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
10766                                 return -EFAULT;
10767                         }
10768                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
10769                 } else if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && meta.ref_obj_id) {
10770                         u32 ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
10771                         bool in_rcu = in_rcu_cs(env);
10772                         struct bpf_func_state *state;
10773                         struct bpf_reg_state *reg;
10774
10775                         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
10776                         if (!err) {
10777                                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
10778                                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10779                                                 if (in_rcu && (reg->type & MEM_ALLOC) && (reg->type & MEM_PERCPU)) {
10780                                                         reg->ref_obj_id = 0;
10781                                                         reg->type &= ~MEM_ALLOC;
10782                                                         reg->type |= MEM_RCU;
10783                                                 } else {
10784                                                         mark_reg_invalid(env, reg);
10785                                                 }
10786                                         }
10787                                 }));
10788                         }
10789                 } else if (meta.ref_obj_id) {
10790                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
10791                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
10792                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
10793                          * released is NULL, which must be > R0.
10794                          */
10795                         err = 0;
10796                 }
10797                 if (err) {
10798                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
10799                                 func_id_name(func_id), func_id);
10800                         return err;
10801                 }
10802         }
10803
10804         switch (func_id) {
10805         case BPF_FUNC_tail_call:
10806                 err = check_resource_leak(env, false, true, "tail_call");
10807                 if (err)
10808                         return err;
10809                 break;
10810         case BPF_FUNC_get_local_storage:
10811                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
10812                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
10813                  */
10814                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
10815                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
10816                         return -EINVAL;
10817                 }
10818                 break;
10819         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
10820                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10821                                          set_map_elem_callback_state);
10822                 break;
10823         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
10824                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10825                                          set_timer_callback_state);
10826                 break;
10827         case BPF_FUNC_find_vma:
10828                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10829                                          set_find_vma_callback_state);
10830                 break;
10831         case BPF_FUNC_snprintf:
10832                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
10833                 break;
10834         case BPF_FUNC_loop:
10835                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
10836                 /* Verifier relies on R1 value to determine if bpf_loop() iteration
10837                  * is finished, thus mark it precise.
10838                  */
10839                 err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_1);
10840                 if (err)
10841                         return err;
10842                 if (cur_func(env)->callback_depth < regs[BPF_REG_1].umax_value) {
10843                         err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10844                                                  set_loop_callback_state);
10845                 } else {
10846                         cur_func(env)->callback_depth = 0;
10847                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
10848                                 verbose(env, "frame%d bpf_loop iteration limit reached\n",
10849                                         env->cur_state->curframe);
10850                 }
10851                 break;
10852         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
10853                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
10854                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
10855                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
10856                         return -EACCES;
10857                 }
10858                 break;
10859         case BPF_FUNC_set_retval:
10860                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
10861                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
10862                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
10863                                 /* Make sure programs that attach to void
10864                                  * hooks don't try to modify return value.
10865                                  */
10866                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
10867                                 return -EINVAL;
10868                         }
10869                 }
10870                 break;
10871         case BPF_FUNC_dynptr_data:
10872         {
10873                 struct bpf_reg_state *reg;
10874                 int id, ref_obj_id;
10875
10876                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10877                 if (!reg)
10878                         return -EFAULT;
10879
10880
10881                 if (meta.dynptr_id) {
10882                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
10883                         return -EFAULT;
10884                 }
10885                 if (meta.ref_obj_id) {
10886                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
10887                         return -EFAULT;
10888                 }
10889
10890                 id = dynptr_id(env, reg);
10891                 if (id < 0) {
10892                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10893                         return id;
10894                 }
10895
10896                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10897                 if (ref_obj_id < 0) {
10898                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
10899                         return ref_obj_id;
10900                 }
10901
10902                 meta.dynptr_id = id;
10903                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
10904
10905                 break;
10906         }
10907         case BPF_FUNC_dynptr_write:
10908         {
10909                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
10910                 struct bpf_reg_state *reg;
10911
10912                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
10913                 if (!reg)
10914                         return -EFAULT;
10915
10916                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
10917                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
10918                         return -EFAULT;
10919
10920                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
10921                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
10922                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
10923                          */
10924                         changes_data = true;
10925
10926                 break;
10927         }
10928         case BPF_FUNC_per_cpu_ptr:
10929         case BPF_FUNC_this_cpu_ptr:
10930         {
10931                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_1];
10932                 const struct btf_type *type;
10933
10934                 if (reg->type & MEM_RCU) {
10935                         type = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10936                         if (!type || !btf_type_is_struct(type)) {
10937                                 verbose(env, "Helper has invalid btf/btf_id in R1\n");
10938                                 return -EFAULT;
10939                         }
10940                         returns_cpu_specific_alloc_ptr = true;
10941                         env->insn_aux_data[insn_idx].call_with_percpu_alloc_ptr = true;
10942                 }
10943                 break;
10944         }
10945         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
10946                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
10947                                          set_user_ringbuf_callback_state);
10948                 break;
10949         }
10950
10951         if (err)
10952                 return err;
10953
10954         /* reset caller saved regs */
10955         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10956                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10957                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10958         }
10959
10960         /* helper call returns 64-bit value. */
10961         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
10962
10963         /* update return register (already marked as written above) */
10964         ret_type = fn->ret_type;
10965         ret_flag = type_flag(ret_type);
10966
10967         switch (base_type(ret_type)) {
10968         case RET_INTEGER:
10969                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
10970                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10971                 break;
10972         case RET_VOID:
10973                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
10974                 break;
10975         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
10976                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
10977                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10978                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
10979                  * can check 'value_size' boundary of memory access
10980                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
10981                  */
10982                 if (meta.map_ptr == NULL) {
10983                         verbose(env,
10984                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
10985                         return -EINVAL;
10986                 }
10987                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
10988                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
10989                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
10990                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
10991                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
10992                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
10993                 }
10994                 break;
10995         case RET_PTR_TO_SOCKET:
10996                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
10997                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
10998                 break;
10999         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
11000                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11001                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
11002                 break;
11003         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
11004                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11005                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
11006                 break;
11007         case RET_PTR_TO_MEM:
11008                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11009                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
11010                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
11011                 break;
11012         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
11013         {
11014                 const struct btf_type *t;
11015
11016                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11017                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
11018                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
11019                         u32 tsize;
11020                         const struct btf_type *ret;
11021                         const char *tname;
11022
11023                         /* resolve the type size of ksym. */
11024                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
11025                         if (IS_ERR(ret)) {
11026                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
11027                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
11028                                         tname, PTR_ERR(ret));
11029                                 return -EINVAL;
11030                         }
11031                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
11032                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
11033                 } else {
11034                         if (returns_cpu_specific_alloc_ptr) {
11035                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | MEM_RCU;
11036                         } else {
11037                                 /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
11038                                  * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
11039                                  * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
11040                                  * check_mem_access().
11041                                  */
11042                                 ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
11043                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
11044                         }
11045
11046                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
11047                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11048                 }
11049                 break;
11050         }
11051         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
11052         {
11053                 struct btf *ret_btf;
11054                 int ret_btf_id;
11055
11056                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11057                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
11058                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
11059                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
11060                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
11061                         if (!btf_is_kernel(ret_btf)) {
11062                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
11063                                 if (meta.kptr_field->type == BPF_KPTR_PERCPU)
11064                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_PERCPU;
11065                         }
11066                 } else {
11067                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
11068                                 verbose(env, "verifier internal error:");
11069                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
11070                                         func_id_name(func_id));
11071                                 return -EINVAL;
11072                         }
11073                         ret_btf = btf_vmlinux;
11074                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
11075                 }
11076                 if (ret_btf_id == 0) {
11077                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
11078                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
11079                                 func_id);
11080                         return -EINVAL;
11081                 }
11082                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11083                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11084                 break;
11085         }
11086         default:
11087                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
11088                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
11089                 return -EINVAL;
11090         }
11091
11092         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
11093                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11094
11095         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
11096                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
11097                         func_id_name(func_id), func_id);
11098                 return -EFAULT;
11099         }
11100
11101         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
11102                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
11103
11104         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
11105                 /* For release_reference() */
11106                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11107         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
11108                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11109
11110                 if (id < 0)
11111                         return id;
11112                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
11113                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11114                 /* For release_reference() */
11115                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11116         }
11117
11118         err = do_refine_retval_range(env, regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
11119         if (err)
11120                 return err;
11121
11122         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
11123         if (err)
11124                 return err;
11125
11126         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
11127              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
11128             !env->prog->has_callchain_buf) {
11129                 const char *err_str;
11130
11131 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
11132                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
11133                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
11134 #else
11135                 err = -ENOTSUPP;
11136                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
11137 #endif
11138                 if (err) {
11139                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
11140                         return err;
11141                 }
11142
11143                 env->prog->has_callchain_buf = true;
11144         }
11145
11146         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
11147                 env->prog->call_get_stack = true;
11148
11149         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
11150                 if (check_get_func_ip(env))
11151                         return -ENOTSUPP;
11152                 env->prog->call_get_func_ip = true;
11153         }
11154
11155         if (changes_data)
11156                 clear_all_pkt_pointers(env);
11157         return 0;
11158 }
11159
11160 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
11161  * the BTF func_proto's return value size and argument.
11162  */
11163 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
11164                                    size_t reg_size)
11165 {
11166         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
11167
11168         if (regno == BPF_REG_0) {
11169                 /* Function return value */
11170                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
11171                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
11172                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
11173         } else {
11174                 /* Function argument */
11175                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
11176                         mark_insn_zext(env, reg);
11177                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
11178                 } else {
11179                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
11180                 }
11181         }
11182 }
11183
11184 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11185 {
11186         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
11187 }
11188
11189 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11190 {
11191         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
11192 }
11193
11194 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11195 {
11196         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
11197 }
11198
11199 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11200 {
11201         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
11202 }
11203
11204 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11205 {
11206         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
11207 }
11208
11209 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11210 {
11211         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
11212 }
11213
11214 static bool is_kfunc_rcu_protected(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11215 {
11216         return meta->kfunc_flags & KF_RCU_PROTECTED;
11217 }
11218
11219 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
11220                                   const struct btf_param *arg,
11221                                   const struct bpf_reg_state *reg)
11222 {
11223         const struct btf_type *t;
11224
11225         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
11226         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
11227                 return false;
11228
11229         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
11230 }
11231
11232 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
11233                                         const struct btf_param *arg,
11234                                         const struct bpf_reg_state *reg)
11235 {
11236         const struct btf_type *t;
11237
11238         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
11239         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
11240                 return false;
11241
11242         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
11243 }
11244
11245 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11246 {
11247         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
11248 }
11249
11250 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11251 {
11252         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
11253 }
11254
11255 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11256 {
11257         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
11258 }
11259
11260 static bool is_kfunc_arg_map(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11261 {
11262         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__map");
11263 }
11264
11265 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11266 {
11267         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
11268 }
11269
11270 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11271 {
11272         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
11273 }
11274
11275 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11276 {
11277         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
11278 }
11279
11280 static bool is_kfunc_arg_nullable(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11281 {
11282         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__nullable");
11283 }
11284
11285 static bool is_kfunc_arg_const_str(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11286 {
11287         return btf_param_match_suffix(btf, arg, "__str");
11288 }
11289
11290 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
11291                                           const struct btf_param *arg,
11292                                           const char *name)
11293 {
11294         int len, target_len = strlen(name);
11295         const char *param_name;
11296
11297         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
11298         if (str_is_empty(param_name))
11299                 return false;
11300         len = strlen(param_name);
11301         if (len != target_len)
11302                 return false;
11303         if (strcmp(param_name, name))
11304                 return false;
11305
11306         return true;
11307 }
11308
11309 enum {
11310         KF_ARG_DYNPTR_ID,
11311         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
11312         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
11313         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
11314         KF_ARG_RB_NODE_ID,
11315         KF_ARG_WORKQUEUE_ID,
11316 };
11317
11318 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
11319 BTF_ID(struct, bpf_dynptr)
11320 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
11321 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
11322 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
11323 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
11324 BTF_ID(struct, bpf_wq)
11325
11326 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
11327                                     const struct btf_param *arg, int type)
11328 {
11329         const struct btf_type *t;
11330         u32 res_id;
11331
11332         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
11333         if (!t)
11334                 return false;
11335         if (!btf_type_is_ptr(t))
11336                 return false;
11337         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
11338         if (!t)
11339                 return false;
11340         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
11341 }
11342
11343 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11344 {
11345         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
11346 }
11347
11348 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11349 {
11350         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
11351 }
11352
11353 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11354 {
11355         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
11356 }
11357
11358 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11359 {
11360         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
11361 }
11362
11363 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11364 {
11365         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
11366 }
11367
11368 static bool is_kfunc_arg_wq(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
11369 {
11370         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_WORKQUEUE_ID);
11371 }
11372
11373 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
11374                                   const struct btf_param *arg)
11375 {
11376         const struct btf_type *t;
11377
11378         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
11379         if (!t)
11380                 return false;
11381
11382         return true;
11383 }
11384
11385 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
11386 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
11387                                         const struct btf *btf,
11388                                         const struct btf_type *t, int rec)
11389 {
11390         const struct btf_type *member_type;
11391         const struct btf_member *member;
11392         u32 i;
11393
11394         if (!btf_type_is_struct(t))
11395                 return false;
11396
11397         for_each_member(i, t, member) {
11398                 const struct btf_array *array;
11399
11400                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
11401                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
11402                         if (rec >= 3) {
11403                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
11404                                 return false;
11405                         }
11406                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
11407                                 return false;
11408                         continue;
11409                 }
11410                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
11411                         array = btf_array(member_type);
11412                         if (!array->nelems)
11413                                 return false;
11414                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
11415                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
11416                                 return false;
11417                         continue;
11418                 }
11419                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
11420                         return false;
11421         }
11422         return true;
11423 }
11424
11425 enum kfunc_ptr_arg_type {
11426         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
11427         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
11428         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
11429         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
11430         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
11431         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
11432         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
11433         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
11434         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
11435         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
11436         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
11437         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
11438         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
11439         KF_ARG_PTR_TO_NULL,
11440         KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR,
11441         KF_ARG_PTR_TO_MAP,
11442         KF_ARG_PTR_TO_WORKQUEUE,
11443 };
11444
11445 enum special_kfunc_type {
11446         KF_bpf_obj_new_impl,
11447         KF_bpf_obj_drop_impl,
11448         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
11449         KF_bpf_list_push_front_impl,
11450         KF_bpf_list_push_back_impl,
11451         KF_bpf_list_pop_front,
11452         KF_bpf_list_pop_back,
11453         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
11454         KF_bpf_rdonly_cast,
11455         KF_bpf_rcu_read_lock,
11456         KF_bpf_rcu_read_unlock,
11457         KF_bpf_rbtree_remove,
11458         KF_bpf_rbtree_add_impl,
11459         KF_bpf_rbtree_first,
11460         KF_bpf_dynptr_from_skb,
11461         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
11462         KF_bpf_dynptr_slice,
11463         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
11464         KF_bpf_dynptr_clone,
11465         KF_bpf_percpu_obj_new_impl,
11466         KF_bpf_percpu_obj_drop_impl,
11467         KF_bpf_throw,
11468         KF_bpf_wq_set_callback_impl,
11469         KF_bpf_preempt_disable,
11470         KF_bpf_preempt_enable,
11471         KF_bpf_iter_css_task_new,
11472         KF_bpf_session_cookie,
11473         KF_bpf_get_kmem_cache,
11474 };
11475
11476 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
11477 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
11478 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
11479 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
11480 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
11481 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
11482 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
11483 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
11484 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
11485 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
11486 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
11487 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
11488 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
11489 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
11490 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
11491 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
11492 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
11493 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
11494 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_new_impl)
11495 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_drop_impl)
11496 BTF_ID(func, bpf_throw)
11497 BTF_ID(func, bpf_wq_set_callback_impl)
11498 #ifdef CONFIG_CGROUPS
11499 BTF_ID(func, bpf_iter_css_task_new)
11500 #endif
11501 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
11502
11503 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
11504 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
11505 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
11506 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
11507 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
11508 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
11509 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
11510 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
11511 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
11512 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
11513 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
11514 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
11515 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
11516 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
11517 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
11518 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
11519 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
11520 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
11521 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
11522 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
11523 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_new_impl)
11524 BTF_ID(func, bpf_percpu_obj_drop_impl)
11525 BTF_ID(func, bpf_throw)
11526 BTF_ID(func, bpf_wq_set_callback_impl)
11527 BTF_ID(func, bpf_preempt_disable)
11528 BTF_ID(func, bpf_preempt_enable)
11529 #ifdef CONFIG_CGROUPS
11530 BTF_ID(func, bpf_iter_css_task_new)
11531 #else
11532 BTF_ID_UNUSED
11533 #endif
11534 #ifdef CONFIG_BPF_EVENTS
11535 BTF_ID(func, bpf_session_cookie)
11536 #else
11537 BTF_ID_UNUSED
11538 #endif
11539 BTF_ID(func, bpf_get_kmem_cache)
11540
11541 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11542 {
11543         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
11544             meta->arg_owning_ref) {
11545                 return false;
11546         }
11547
11548         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
11549 }
11550
11551 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11552 {
11553         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
11554 }
11555
11556 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11557 {
11558         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
11559 }
11560
11561 static bool is_kfunc_bpf_preempt_disable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11562 {
11563         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_preempt_disable];
11564 }
11565
11566 static bool is_kfunc_bpf_preempt_enable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
11567 {
11568         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_preempt_enable];
11569 }
11570
11571 static enum kfunc_ptr_arg_type
11572 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
11573                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11574                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
11575                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
11576                        int argno, int nargs)
11577 {
11578         u32 regno = argno + 1;
11579         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11580         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
11581         bool arg_mem_size = false;
11582
11583         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
11584                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
11585
11586         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
11587          * leaving the rest of the verification with respect to the register
11588          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
11589          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
11590          */
11591         if (btf_is_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
11592                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
11593
11594         if (is_kfunc_arg_nullable(meta->btf, &args[argno]) && register_is_null(reg))
11595                 return KF_ARG_PTR_TO_NULL;
11596
11597         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
11598                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
11599
11600         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
11601                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
11602
11603         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
11604                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11605
11606         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno, &args[argno]))
11607                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
11608
11609         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
11610                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
11611
11612         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
11613                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
11614
11615         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
11616                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
11617
11618         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
11619                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
11620
11621         if (is_kfunc_arg_const_str(meta->btf, &args[argno]))
11622                 return KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR;
11623
11624         if (is_kfunc_arg_map(meta->btf, &args[argno]))
11625                 return KF_ARG_PTR_TO_MAP;
11626
11627         if (is_kfunc_arg_wq(meta->btf, &args[argno]))
11628                 return KF_ARG_PTR_TO_WORKQUEUE;
11629
11630         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
11631                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
11632                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
11633                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
11634                         return -EINVAL;
11635                 }
11636                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
11637         }
11638
11639         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
11640                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
11641
11642         if (argno + 1 < nargs &&
11643             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
11644              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
11645                 arg_mem_size = true;
11646
11647         /* This is the catch all argument type of register types supported by
11648          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
11649          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
11650          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
11651          */
11652         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
11653             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
11654                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
11655                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
11656                 return -EINVAL;
11657         }
11658         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
11659 }
11660
11661 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
11662                                         struct bpf_reg_state *reg,
11663                                         const struct btf_type *ref_t,
11664                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
11665                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11666                                         int argno)
11667 {
11668         const struct btf_type *reg_ref_t;
11669         bool strict_type_match = false;
11670         const struct btf *reg_btf;
11671         const char *reg_ref_tname;
11672         bool taking_projection;
11673         bool struct_same;
11674         u32 reg_ref_id;
11675
11676         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
11677                 reg_btf = reg->btf;
11678                 reg_ref_id = reg->btf_id;
11679         } else {
11680                 reg_btf = btf_vmlinux;
11681                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
11682         }
11683
11684         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
11685          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
11686          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
11687          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
11688          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
11689          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
11690          *
11691          * For example, say we had a type like the following:
11692          *
11693          * struct bpf_cpumask {
11694          *      cpumask_t cpumask;
11695          *      refcount_t usage;
11696          * };
11697          *
11698          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
11699          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
11700          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
11701          *
11702          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
11703          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
11704          * only difference here is that we're simply allowing
11705          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
11706          * resolve types.
11707          */
11708         if ((is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
11709             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
11710                 strict_type_match = true;
11711
11712         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_release(meta) &&
11713                      (reg->off || !tnum_is_const(reg->var_off) ||
11714                       reg->var_off.value));
11715
11716         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
11717         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
11718         struct_same = btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match);
11719         /* If kfunc is accepting a projection type (ie. __sk_buff), it cannot
11720          * actually use it -- it must cast to the underlying type. So we allow
11721          * caller to pass in the underlying type.
11722          */
11723         taking_projection = btf_is_projection_of(ref_tname, reg_ref_tname);
11724         if (!taking_projection && !struct_same) {
11725                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
11726                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
11727                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
11728                 return -EINVAL;
11729         }
11730         return 0;
11731 }
11732
11733 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
11734 {
11735         struct btf_record *rec = reg_btf_record(reg);
11736
11737         if (!cur_func(env)->active_locks) {
11738                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
11739                 return -EFAULT;
11740         }
11741
11742         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
11743                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
11744                 return -EFAULT;
11745         }
11746
11747         reg->type |= NON_OWN_REF;
11748         if (rec->refcount_off >= 0)
11749                 reg->type |= MEM_RCU;
11750
11751         return 0;
11752 }
11753
11754 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
11755 {
11756         struct bpf_func_state *state, *unused;
11757         struct bpf_reg_state *reg;
11758         int i;
11759
11760         state = cur_func(env);
11761
11762         if (!ref_obj_id) {
11763                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
11764                              "owning -> non-owning conversion\n");
11765                 return -EFAULT;
11766         }
11767
11768         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
11769                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
11770                         continue;
11771
11772                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
11773                  * the whole reg
11774                  */
11775                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
11776                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
11777                                 reg->ref_obj_id = 0;
11778                                 ref_set_non_owning(env, reg);
11779                         }
11780                 }));
11781                 return 0;
11782         }
11783
11784         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
11785         return -EFAULT;
11786 }
11787
11788 /* Implementation details:
11789  *
11790  * Each register points to some region of memory, which we define as an
11791  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
11792  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
11793  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
11794  * memory region.
11795  *
11796  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
11797  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
11798  *
11799  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
11800  * bpf_spin_lock is called.
11801  *
11802  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
11803  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
11804  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
11805  *
11806  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
11807  * supported register types.
11808  *
11809  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
11810  * allocated objects is the reg->btf pointer.
11811  *
11812  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
11813  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
11814  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
11815  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
11816  *
11817  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
11818  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
11819  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
11820  *
11821  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
11822  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
11823  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
11824  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
11825  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
11826  * active_lock.id.
11827  *
11828  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
11829  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
11830  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
11831  */
11832 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
11833 {
11834         struct bpf_reference_state *s;
11835         void *ptr;
11836         u32 id;
11837
11838         switch ((int)reg->type) {
11839         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11840                 ptr = reg->map_ptr;
11841                 break;
11842         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
11843                 ptr = reg->btf;
11844                 break;
11845         default:
11846                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
11847                 return -EFAULT;
11848         }
11849         id = reg->id;
11850
11851         if (!cur_func(env)->active_locks)
11852                 return -EINVAL;
11853         s = find_lock_state(env, REF_TYPE_LOCK, id, ptr);
11854         if (!s) {
11855                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
11856                 return -EINVAL;
11857         }
11858         return 0;
11859 }
11860
11861 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
11862 {
11863         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11864                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11865                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11866                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
11867 }
11868
11869 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
11870 {
11871         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
11872                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11873                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
11874 }
11875
11876 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
11877 {
11878         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
11879                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
11880 }
11881
11882 static bool is_sync_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
11883 {
11884         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
11885 }
11886
11887 static bool is_async_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
11888 {
11889         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_wq_set_callback_impl];
11890 }
11891
11892 static bool is_bpf_throw_kfunc(struct bpf_insn *insn)
11893 {
11894         return bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && insn->off == 0 &&
11895                insn->imm == special_kfunc_list[KF_bpf_throw];
11896 }
11897
11898 static bool is_bpf_wq_set_callback_impl_kfunc(u32 btf_id)
11899 {
11900         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_wq_set_callback_impl];
11901 }
11902
11903 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
11904 {
11905         return is_sync_callback_calling_kfunc(btf_id) ||
11906                is_async_callback_calling_kfunc(btf_id);
11907 }
11908
11909 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
11910 {
11911         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
11912 }
11913
11914 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
11915                                           enum btf_field_type head_field_type,
11916                                           u32 kfunc_btf_id)
11917 {
11918         bool ret;
11919
11920         switch (head_field_type) {
11921         case BPF_LIST_HEAD:
11922                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
11923                 break;
11924         case BPF_RB_ROOT:
11925                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
11926                 break;
11927         default:
11928                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
11929                         btf_field_type_name(head_field_type));
11930                 return false;
11931         }
11932
11933         if (!ret)
11934                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
11935                         btf_field_type_name(head_field_type));
11936         return ret;
11937 }
11938
11939 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
11940                                           enum btf_field_type node_field_type,
11941                                           u32 kfunc_btf_id)
11942 {
11943         bool ret;
11944
11945         switch (node_field_type) {
11946         case BPF_LIST_NODE:
11947                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11948                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
11949                 break;
11950         case BPF_RB_NODE:
11951                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11952                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
11953                 break;
11954         default:
11955                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
11956                         btf_field_type_name(node_field_type));
11957                 return false;
11958         }
11959
11960         if (!ret)
11961                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
11962                         btf_field_type_name(node_field_type));
11963         return ret;
11964 }
11965
11966 static int
11967 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
11968                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
11969                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11970                                    enum btf_field_type head_field_type,
11971                                    struct btf_field **head_field)
11972 {
11973         const char *head_type_name;
11974         struct btf_field *field;
11975         struct btf_record *rec;
11976         u32 head_off;
11977
11978         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
11979                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
11980                 return -EFAULT;
11981         }
11982
11983         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
11984                 return -EFAULT;
11985
11986         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
11987         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11988                 verbose(env,
11989                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
11990                         regno, head_type_name);
11991                 return -EINVAL;
11992         }
11993
11994         rec = reg_btf_record(reg);
11995         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
11996         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
11997         if (!field) {
11998                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
11999                 return -EINVAL;
12000         }
12001
12002         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
12003         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
12004                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
12005                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
12006                 return -EINVAL;
12007         }
12008
12009         if (*head_field) {
12010                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
12011                 return -EFAULT;
12012         }
12013         *head_field = field;
12014         return 0;
12015 }
12016
12017 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
12018                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
12019                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
12020 {
12021         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
12022                                                           &meta->arg_list_head.field);
12023 }
12024
12025 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
12026                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
12027                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
12028 {
12029         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
12030                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
12031 }
12032
12033 static int
12034 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
12035                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
12036                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
12037                                    enum btf_field_type head_field_type,
12038                                    enum btf_field_type node_field_type,
12039                                    struct btf_field **node_field)
12040 {
12041         const char *node_type_name;
12042         const struct btf_type *et, *t;
12043         struct btf_field *field;
12044         u32 node_off;
12045
12046         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
12047                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
12048                 return -EFAULT;
12049         }
12050
12051         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
12052                 return -EFAULT;
12053
12054         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
12055         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
12056                 verbose(env,
12057                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
12058                         regno, node_type_name);
12059                 return -EINVAL;
12060         }
12061
12062         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
12063         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
12064         if (!field) {
12065                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
12066                 return -EINVAL;
12067         }
12068
12069         field = *node_field;
12070
12071         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
12072         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
12073         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
12074                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
12075                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
12076                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
12077                         btf_field_type_name(head_field_type),
12078                         btf_field_type_name(node_field_type),
12079                         field->graph_root.node_offset,
12080                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
12081                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
12082                 return -EINVAL;
12083         }
12084         meta->arg_btf = reg->btf;
12085         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
12086
12087         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
12088                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
12089                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
12090                         field->graph_root.node_offset,
12091                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
12092                 return -EINVAL;
12093         }
12094
12095         return 0;
12096 }
12097
12098 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
12099                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
12100                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
12101 {
12102         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
12103                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
12104                                                   &meta->arg_list_head.field);
12105 }
12106
12107 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
12108                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
12109                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
12110 {
12111         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
12112                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
12113                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
12114 }
12115
12116 /*
12117  * css_task iter allowlist is needed to avoid dead locking on css_set_lock.
12118  * LSM hooks and iters (both sleepable and non-sleepable) are safe.
12119  * Any sleepable progs are also safe since bpf_check_attach_target() enforce
12120  * them can only be attached to some specific hook points.
12121  */
12122 static bool check_css_task_iter_allowlist(struct bpf_verifier_env *env)
12123 {
12124         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
12125
12126         switch (prog_type) {
12127         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
12128                 return true;
12129         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
12130                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER)
12131                         return true;
12132                 fallthrough;
12133         default:
12134                 return in_sleepable(env);
12135         }
12136 }
12137
12138 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
12139                             int insn_idx)
12140 {
12141         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
12142         const struct btf *btf = meta->btf;
12143         const struct btf_param *args;
12144         struct btf_record *rec;
12145         u32 i, nargs;
12146         int ret;
12147
12148         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
12149         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
12150         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
12151                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
12152                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
12153                 return -EINVAL;
12154         }
12155
12156         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
12157          * verifier sees.
12158          */
12159         for (i = 0; i < nargs; i++) {
12160                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
12161                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
12162                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
12163                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
12164                 bool is_ret_buf_sz = false;
12165                 int kf_arg_type;
12166
12167                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
12168
12169                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
12170                         continue;
12171
12172                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
12173                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
12174                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
12175                                 return -EINVAL;
12176                         }
12177
12178                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
12179                                 if (meta->arg_constant.found) {
12180                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
12181                                         return -EFAULT;
12182                                 }
12183                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
12184                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
12185                                         return -EINVAL;
12186                                 }
12187                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
12188                                 if (ret < 0)
12189                                         return ret;
12190                                 meta->arg_constant.found = true;
12191                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
12192                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
12193                                 meta->r0_rdonly = true;
12194                                 is_ret_buf_sz = true;
12195                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
12196                                 is_ret_buf_sz = true;
12197                         }
12198
12199                         if (is_ret_buf_sz) {
12200                                 if (meta->r0_size) {
12201                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
12202                                         return -EINVAL;
12203                                 }
12204
12205                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
12206                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
12207                                         return -EINVAL;
12208                                 }
12209
12210                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
12211                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
12212                                 if (ret)
12213                                         return ret;
12214                         }
12215                         continue;
12216                 }
12217
12218                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
12219                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
12220                         return -EINVAL;
12221                 }
12222
12223                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
12224                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type)) &&
12225                         !is_kfunc_arg_nullable(meta->btf, &args[i])) {
12226                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
12227                         return -EACCES;
12228                 }
12229
12230                 if (reg->ref_obj_id) {
12231                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
12232                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
12233                                         regno, reg->ref_obj_id,
12234                                         meta->ref_obj_id);
12235                                 return -EFAULT;
12236                         }
12237                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
12238                         if (is_kfunc_release(meta))
12239                                 meta->release_regno = regno;
12240                 }
12241
12242                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
12243                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
12244
12245                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
12246                 if (kf_arg_type < 0)
12247                         return kf_arg_type;
12248
12249                 switch (kf_arg_type) {
12250                 case KF_ARG_PTR_TO_NULL:
12251                         continue;
12252                 case KF_ARG_PTR_TO_MAP:
12253                         if (!reg->map_ptr) {
12254                                 verbose(env, "pointer in R%d isn't map pointer\n", regno);
12255                                 return -EINVAL;
12256                         }
12257                         if (meta->map.ptr && reg->map_ptr->record->wq_off >= 0) {
12258                                 /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
12259                                  * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
12260                                  * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
12261                                  * if (inner_map1 && inner_map2) {
12262                                  *     wq = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
12263                                  *     if (wq)
12264                                  *         // mismatch would have been allowed
12265                                  *         bpf_wq_init(wq, inner_map2);
12266                                  * }
12267                                  *
12268                                  * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
12269                                  */
12270                                 if (meta->map.ptr != reg->map_ptr ||
12271                                     meta->map.uid != reg->map_uid) {
12272                                         verbose(env,
12273                                                 "workqueue pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
12274                                                 meta->map.uid, reg->map_uid);
12275                                         return -EINVAL;
12276                                 }
12277                         }
12278                         meta->map.ptr = reg->map_ptr;
12279                         meta->map.uid = reg->map_uid;
12280                         fallthrough;
12281                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
12282                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
12283                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
12284                                 break;
12285
12286                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
12287                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
12288                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
12289                                         return -EINVAL;
12290                                 }
12291                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
12292                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
12293                                         return -EINVAL;
12294                                 }
12295                         }
12296                         fallthrough;
12297                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
12298                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
12299                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
12300                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
12301                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
12302                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
12303                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
12304                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
12305                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
12306                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
12307                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
12308                 case KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR:
12309                 case KF_ARG_PTR_TO_WORKQUEUE:
12310                         break;
12311                 default:
12312                         WARN_ON_ONCE(1);
12313                         return -EFAULT;
12314                 }
12315
12316                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
12317                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
12318                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
12319                 if (ret < 0)
12320                         return ret;
12321
12322                 switch (kf_arg_type) {
12323                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
12324                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
12325                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n",
12326                                         i, reg_type_str(env, reg->type));
12327                                 return -EINVAL;
12328                         }
12329
12330                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
12331                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
12332                                 if (ret < 0)
12333                                         return -EINVAL;
12334                                 meta->ret_btf_id  = ret;
12335                         }
12336                         break;
12337                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
12338                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
12339                                 if (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
12340                                         verbose(env, "arg#%d expected for bpf_obj_drop_impl()\n", i);
12341                                         return -EINVAL;
12342                                 }
12343                         } else if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | MEM_PERCPU)) {
12344                                 if (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl]) {
12345                                         verbose(env, "arg#%d expected for bpf_percpu_obj_drop_impl()\n", i);
12346                                         return -EINVAL;
12347                                 }
12348                         } else {
12349                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
12350                                 return -EINVAL;
12351                         }
12352                         if (!reg->ref_obj_id) {
12353                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
12354                                 return -EINVAL;
12355                         }
12356                         if (meta->btf == btf_vmlinux) {
12357                                 meta->arg_btf = reg->btf;
12358                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
12359                         }
12360                         break;
12361                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
12362                 {
12363                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
12364                         int clone_ref_obj_id = 0;
12365
12366                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
12367                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
12368
12369                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
12370                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
12371
12372                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
12373                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
12374                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
12375                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
12376                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
12377                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
12378                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
12379
12380                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
12381                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
12382                                         return -EFAULT;
12383                                 }
12384
12385                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
12386                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
12387                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
12388                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
12389                                         return -EFAULT;
12390                                 }
12391                         }
12392
12393                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
12394                         if (ret < 0)
12395                                 return ret;
12396
12397                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
12398                                 int id = dynptr_id(env, reg);
12399
12400                                 if (id < 0) {
12401                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
12402                                         return id;
12403                                 }
12404                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
12405                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
12406                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
12407                         }
12408
12409                         break;
12410                 }
12411                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
12412                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_iter_css_task_new]) {
12413                                 if (!check_css_task_iter_allowlist(env)) {
12414                                         verbose(env, "css_task_iter is only allowed in bpf_lsm, bpf_iter and sleepable progs\n");
12415                                         return -EINVAL;
12416                                 }
12417                         }
12418                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
12419                         if (ret < 0)
12420                                 return ret;
12421                         break;
12422                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
12423                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
12424                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
12425                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
12426                                 return -EINVAL;
12427                         }
12428                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
12429                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
12430                                 return -EINVAL;
12431                         }
12432                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
12433                         if (ret < 0)
12434                                 return ret;
12435                         break;
12436                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
12437                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
12438                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
12439                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
12440                                 return -EINVAL;
12441                         }
12442                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
12443                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
12444                                 return -EINVAL;
12445                         }
12446                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
12447                         if (ret < 0)
12448                                 return ret;
12449                         break;
12450                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
12451                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
12452                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
12453                                 return -EINVAL;
12454                         }
12455                         if (!reg->ref_obj_id) {
12456                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
12457                                 return -EINVAL;
12458                         }
12459                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
12460                         if (ret < 0)
12461                                 return ret;
12462                         break;
12463                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
12464                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
12465                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
12466                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
12467                                         return -EINVAL;
12468                                 }
12469                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
12470                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
12471                                         return -EINVAL;
12472                                 }
12473                         } else {
12474                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
12475                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
12476                                         return -EINVAL;
12477                                 }
12478                                 if (!reg->ref_obj_id) {
12479                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
12480                                         return -EINVAL;
12481                                 }
12482                         }
12483
12484                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
12485                         if (ret < 0)
12486                                 return ret;
12487                         break;
12488                 case KF_ARG_PTR_TO_MAP:
12489                         /* If argument has '__map' suffix expect 'struct bpf_map *' */
12490                         ref_id = *reg2btf_ids[CONST_PTR_TO_MAP];
12491                         ref_t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, ref_id);
12492                         ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
12493                         fallthrough;
12494                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
12495                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
12496                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
12497                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
12498                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
12499                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
12500                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
12501                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
12502                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
12503                                 return -EINVAL;
12504                         }
12505                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
12506                         if (ret < 0)
12507                                 return ret;
12508                         break;
12509                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
12510                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
12511                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
12512                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
12513                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
12514                                 return -EINVAL;
12515                         }
12516                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
12517                         if (ret < 0)
12518                                 return ret;
12519                         break;
12520                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
12521                 {
12522                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
12523                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
12524                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
12525                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
12526
12527                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
12528                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
12529                                 if (ret < 0) {
12530                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
12531                                         return ret;
12532                                 }
12533                         }
12534
12535                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
12536                                 if (meta->arg_constant.found) {
12537                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
12538                                         return -EFAULT;
12539                                 }
12540                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
12541                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
12542                                         return -EINVAL;
12543                                 }
12544                                 meta->arg_constant.found = true;
12545                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
12546                         }
12547
12548                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
12549                         i++;
12550                         break;
12551                 }
12552                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
12553                         if (reg->type != PTR_TO_FUNC) {
12554                                 verbose(env, "arg%d expected pointer to func\n", i);
12555                                 return -EINVAL;
12556                         }
12557                         meta->subprogno = reg->subprogno;
12558                         break;
12559                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
12560                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
12561                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
12562                                 return -EINVAL;
12563                         }
12564                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
12565                                 meta->arg_owning_ref = true;
12566
12567                         rec = reg_btf_record(reg);
12568                         if (!rec) {
12569                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
12570                                 return -EFAULT;
12571                         }
12572
12573                         if (rec->refcount_off < 0) {
12574                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
12575                                 return -EINVAL;
12576                         }
12577
12578                         meta->arg_btf = reg->btf;
12579                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
12580                         break;
12581                 case KF_ARG_PTR_TO_CONST_STR:
12582                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
12583                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a const string\n", i);
12584                                 return -EINVAL;
12585                         }
12586                         ret = check_reg_const_str(env, reg, regno);
12587                         if (ret)
12588                                 return ret;
12589                         break;
12590                 case KF_ARG_PTR_TO_WORKQUEUE:
12591                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
12592                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a map value\n", i);
12593                                 return -EINVAL;
12594                         }
12595                         ret = process_wq_func(env, regno, meta);
12596                         if (ret < 0)
12597                                 return ret;
12598                         break;
12599                 }
12600         }
12601
12602         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
12603                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
12604                         func_name);
12605                 return -EINVAL;
12606         }
12607
12608         return 0;
12609 }
12610
12611 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
12612                             struct bpf_insn *insn,
12613                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
12614                             const char **kfunc_name)
12615 {
12616         const struct btf_type *func, *func_proto;
12617         u32 func_id, *kfunc_flags;
12618         const char *func_name;
12619         struct btf *desc_btf;
12620
12621         if (kfunc_name)
12622                 *kfunc_name = NULL;
12623
12624         if (!insn->imm)
12625                 return -EINVAL;
12626
12627         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
12628         if (IS_ERR(desc_btf))
12629                 return PTR_ERR(desc_btf);
12630
12631         func_id = insn->imm;
12632         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
12633         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
12634         if (kfunc_name)
12635                 *kfunc_name = func_name;
12636         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
12637
12638         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
12639         if (!kfunc_flags) {
12640                 return -EACCES;
12641         }
12642
12643         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
12644         meta->btf = desc_btf;
12645         meta->func_id = func_id;
12646         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
12647         meta->func_proto = func_proto;
12648         meta->func_name = func_name;
12649
12650         return 0;
12651 }
12652
12653 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env, int regno, const char *reg_name);
12654
12655 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
12656                             int *insn_idx_p)
12657 {
12658         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock, preempt_disable, preempt_enable;
12659         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
12660         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12661         const char *func_name, *ptr_type_name;
12662         const struct btf_type *t, *ptr_type;
12663         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
12664         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
12665         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
12666         const struct btf_param *args;
12667         const struct btf_type *ret_t;
12668         struct btf *desc_btf;
12669
12670         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
12671         if (!insn->imm)
12672                 return 0;
12673
12674         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
12675         if (err == -EACCES && func_name)
12676                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
12677         if (err)
12678                 return err;
12679         desc_btf = meta.btf;
12680         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
12681
12682         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
12683
12684         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
12685                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
12686                 return -EACCES;
12687         }
12688
12689         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
12690         if (sleepable && !in_sleepable(env)) {
12691                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
12692                 return -EACCES;
12693         }
12694
12695         /* Check the arguments */
12696         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
12697         if (err < 0)
12698                 return err;
12699
12700         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
12701                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
12702                                          set_rbtree_add_callback_state);
12703                 if (err) {
12704                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
12705                                 func_name, meta.func_id);
12706                         return err;
12707                 }
12708         }
12709
12710         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_session_cookie]) {
12711                 meta.r0_size = sizeof(u64);
12712                 meta.r0_rdonly = false;
12713         }
12714
12715         if (is_bpf_wq_set_callback_impl_kfunc(meta.func_id)) {
12716                 err = push_callback_call(env, insn, insn_idx, meta.subprogno,
12717                                          set_timer_callback_state);
12718                 if (err) {
12719                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
12720                                 func_name, meta.func_id);
12721                         return err;
12722                 }
12723         }
12724
12725         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
12726         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
12727
12728         preempt_disable = is_kfunc_bpf_preempt_disable(&meta);
12729         preempt_enable = is_kfunc_bpf_preempt_enable(&meta);
12730
12731         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
12732                 struct bpf_func_state *state;
12733                 struct bpf_reg_state *reg;
12734                 u32 clear_mask = (1 << STACK_SPILL) | (1 << STACK_ITER);
12735
12736                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env) && (rcu_lock || rcu_unlock)) {
12737                         verbose(env, "Calling bpf_rcu_read_{lock,unlock} in unnecessary rbtree callback\n");
12738                         return -EACCES;
12739                 }
12740
12741                 if (rcu_lock) {
12742                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
12743                         return -EINVAL;
12744                 } else if (rcu_unlock) {
12745                         bpf_for_each_reg_in_vstate_mask(env->cur_state, state, reg, clear_mask, ({
12746                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
12747                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
12748                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
12749                                 }
12750                         }));
12751                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
12752                 } else if (sleepable) {
12753                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
12754                         return -EACCES;
12755                 }
12756         } else if (rcu_lock) {
12757                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
12758         } else if (rcu_unlock) {
12759                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
12760                 return -EINVAL;
12761         }
12762
12763         if (env->cur_state->active_preempt_lock) {
12764                 if (preempt_disable) {
12765                         env->cur_state->active_preempt_lock++;
12766                 } else if (preempt_enable) {
12767                         env->cur_state->active_preempt_lock--;
12768                 } else if (sleepable) {
12769                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within non-preemptible region\n", func_name);
12770                         return -EACCES;
12771                 }
12772         } else if (preempt_disable) {
12773                 env->cur_state->active_preempt_lock++;
12774         } else if (preempt_enable) {
12775                 verbose(env, "unmatched attempt to enable preemption (kernel function %s)\n", func_name);
12776                 return -EINVAL;
12777         }
12778
12779         /* In case of release function, we get register number of refcounted
12780          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
12781          */
12782         if (meta.release_regno) {
12783                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
12784                 if (err) {
12785                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
12786                                 func_name, meta.func_id);
12787                         return err;
12788                 }
12789         }
12790
12791         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
12792             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
12793             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
12794                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
12795                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
12796                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
12797                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
12798                 if (err) {
12799                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
12800                                 func_name, meta.func_id);
12801                         return err;
12802                 }
12803
12804                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
12805                 if (err) {
12806                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
12807                                 func_name, meta.func_id);
12808                         return err;
12809                 }
12810         }
12811
12812         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_throw]) {
12813                 if (!bpf_jit_supports_exceptions()) {
12814                         verbose(env, "JIT does not support calling kfunc %s#%d\n",
12815                                 func_name, meta.func_id);
12816                         return -ENOTSUPP;
12817                 }
12818                 env->seen_exception = true;
12819
12820                 /* In the case of the default callback, the cookie value passed
12821                  * to bpf_throw becomes the return value of the program.
12822                  */
12823                 if (!env->exception_callback_subprog) {
12824                         err = check_return_code(env, BPF_REG_1, "R1");
12825                         if (err < 0)
12826                                 return err;
12827                 }
12828         }
12829
12830         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
12831                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
12832
12833         /* Check return type */
12834         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
12835
12836         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
12837                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
12838                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
12839                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
12840                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl] &&
12841                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
12842                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
12843                         return -EINVAL;
12844                 }
12845         }
12846
12847         if (btf_type_is_scalar(t)) {
12848                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
12849                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
12850         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
12851                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
12852
12853                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
12854                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] ||
12855                             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12856                                 struct btf_struct_meta *struct_meta;
12857                                 struct btf *ret_btf;
12858                                 u32 ret_btf_id;
12859
12860                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] && !bpf_global_ma_set)
12861                                         return -ENOMEM;
12862
12863                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
12864                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
12865                                         return -EINVAL;
12866                                 }
12867
12868                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
12869                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
12870
12871                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
12872                                 if (!ret_btf) {
12873                                         verbose(env, "bpf_obj_new/bpf_percpu_obj_new requires prog BTF\n");
12874                                         return -EINVAL;
12875                                 }
12876
12877                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
12878                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
12879                                         verbose(env, "bpf_obj_new/bpf_percpu_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
12880                                         return -EINVAL;
12881                                 }
12882
12883                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12884                                         if (ret_t->size > BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE) {
12885                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type size (%d) is greater than %d\n",
12886                                                         ret_t->size, BPF_GLOBAL_PERCPU_MA_MAX_SIZE);
12887                                                 return -EINVAL;
12888                                         }
12889
12890                                         if (!bpf_global_percpu_ma_set) {
12891                                                 mutex_lock(&bpf_percpu_ma_lock);
12892                                                 if (!bpf_global_percpu_ma_set) {
12893                                                         /* Charge memory allocated with bpf_global_percpu_ma to
12894                                                          * root memcg. The obj_cgroup for root memcg is NULL.
12895                                                          */
12896                                                         err = bpf_mem_alloc_percpu_init(&bpf_global_percpu_ma, NULL);
12897                                                         if (!err)
12898                                                                 bpf_global_percpu_ma_set = true;
12899                                                 }
12900                                                 mutex_unlock(&bpf_percpu_ma_lock);
12901                                                 if (err)
12902                                                         return err;
12903                                         }
12904
12905                                         mutex_lock(&bpf_percpu_ma_lock);
12906                                         err = bpf_mem_alloc_percpu_unit_init(&bpf_global_percpu_ma, ret_t->size);
12907                                         mutex_unlock(&bpf_percpu_ma_lock);
12908                                         if (err)
12909                                                 return err;
12910                                 }
12911
12912                                 struct_meta = btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
12913                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
12914                                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, ret_btf, ret_t, 0)) {
12915                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type ID argument must be of a struct of scalars\n");
12916                                                 return -EINVAL;
12917                                         }
12918
12919                                         if (struct_meta) {
12920                                                 verbose(env, "bpf_percpu_obj_new type ID argument must not contain special fields\n");
12921                                                 return -EINVAL;
12922                                         }
12923                                 }
12924
12925                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12926                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
12927                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
12928                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
12929                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl])
12930                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_PERCPU;
12931
12932                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
12933                                 insn_aux->kptr_struct_meta = struct_meta;
12934                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
12935                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12936                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
12937                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
12938                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
12939
12940                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
12941                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
12942                                                              meta.arg_btf_id);
12943                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
12944                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
12945                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
12946
12947                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
12948                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
12949                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
12950                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
12951
12952                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
12953                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
12954                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12955                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
12956                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12957                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
12958                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
12959                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
12960                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
12961                                         verbose(env,
12962                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
12963                                         return -EINVAL;
12964                                 }
12965
12966                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12967                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
12968                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
12969                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
12970                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
12971                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
12972                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
12973
12974                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
12975
12976                                 if (!meta.arg_constant.found) {
12977                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
12978                                         return -EFAULT;
12979                                 }
12980
12981                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
12982
12983                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
12984                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
12985
12986                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
12987                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
12988                                 } else {
12989                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
12990                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
12991                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
12992                                                 return -EINVAL;
12993                                         }
12994                                 }
12995
12996                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
12997                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
12998                                         return -EFAULT;
12999                                 }
13000                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
13001
13002                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
13003                                  * because packet slices are not refcounted (see
13004                                  * dynptr_type_refcounted)
13005                                  */
13006                         } else {
13007                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
13008                                         meta.func_name);
13009                                 return -EFAULT;
13010                         }
13011                 } else if (btf_type_is_void(ptr_type)) {
13012                         /* kfunc returning 'void *' is equivalent to returning scalar */
13013                         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
13014                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
13015                         if (!meta.r0_size) {
13016                                 __u32 sz;
13017
13018                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
13019                                         meta.r0_size = sz;
13020                                         meta.r0_rdonly = true;
13021                                 }
13022                         }
13023                         if (!meta.r0_size) {
13024                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
13025                                                                    ptr_type->name_off);
13026                                 verbose(env,
13027                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
13028                                         func_name,
13029                                         btf_type_str(ptr_type),
13030                                         ptr_type_name);
13031                                 return -EINVAL;
13032                         }
13033
13034                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
13035                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
13036                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
13037
13038                         if (meta.r0_rdonly)
13039                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
13040
13041                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
13042                         if (meta.ref_obj_id)
13043                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
13044                 } else {
13045                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
13046                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
13047                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
13048                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
13049
13050                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_get_kmem_cache])
13051                                 regs[BPF_REG_0].type |= PTR_UNTRUSTED;
13052
13053                         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
13054                                 struct bpf_reg_state *cur_iter;
13055
13056                                 cur_iter = get_iter_from_state(env->cur_state, &meta);
13057
13058                                 if (cur_iter->type & MEM_RCU) /* KF_RCU_PROTECTED */
13059                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RCU;
13060                                 else
13061                                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_TRUSTED;
13062                         }
13063                 }
13064
13065                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
13066                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
13067                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
13068                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
13069                 }
13070                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
13071                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
13072                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
13073
13074                         if (id < 0)
13075                                 return id;
13076                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
13077                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
13078                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
13079                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
13080                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
13081                 }
13082
13083                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
13084                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
13085         } else if (btf_type_is_void(t)) {
13086                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
13087                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
13088                             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl]) {
13089                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
13090                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
13091                                                              meta.arg_btf_id);
13092                         }
13093                 }
13094         }
13095
13096         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
13097         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
13098         for (i = 0; i < nargs; i++) {
13099                 u32 regno = i + 1;
13100
13101                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
13102                 if (btf_type_is_ptr(t))
13103                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
13104                 else
13105                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
13106                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
13107         }
13108
13109         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
13110                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
13111                 if (err)
13112                         return err;
13113         }
13114
13115         return 0;
13116 }
13117
13118 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
13119                                   const struct bpf_reg_state *reg,
13120                                   enum bpf_reg_type type)
13121 {
13122         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
13123         s64 val = reg->var_off.value;
13124         s64 smin = reg->smin_value;
13125
13126         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
13127                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
13128                         reg_type_str(env, type), val);
13129                 return false;
13130         }
13131
13132         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
13133                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
13134                         reg_type_str(env, type), reg->off);
13135                 return false;
13136         }
13137
13138         if (smin == S64_MIN) {
13139                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
13140                         reg_type_str(env, type));
13141                 return false;
13142         }
13143
13144         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
13145                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
13146                         smin, reg_type_str(env, type));
13147                 return false;
13148         }
13149
13150         return true;
13151 }
13152
13153 enum {
13154         REASON_BOUNDS   = -1,
13155         REASON_TYPE     = -2,
13156         REASON_PATHS    = -3,
13157         REASON_LIMIT    = -4,
13158         REASON_STACK    = -5,
13159 };
13160
13161 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
13162                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
13163 {
13164         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
13165
13166         switch (ptr_reg->type) {
13167         case PTR_TO_STACK:
13168                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
13169                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
13170                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
13171                  * currently prohibited for unprivileged.
13172                  */
13173                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
13174                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
13175                 break;
13176         case PTR_TO_MAP_VALUE:
13177                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
13178                 ptr_limit = (mask_to_left ?
13179                              ptr_reg->smin_value :
13180                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
13181                 break;
13182         default:
13183                 return REASON_TYPE;
13184         }
13185
13186         if (ptr_limit >= max)
13187                 return REASON_LIMIT;
13188         *alu_limit = ptr_limit;
13189         return 0;
13190 }
13191
13192 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
13193                                     const struct bpf_insn *insn)
13194 {
13195         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
13196 }
13197
13198 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
13199                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
13200 {
13201         /* If we arrived here from different branches with different
13202          * state or limits to sanitize, then this won't work.
13203          */
13204         if (aux->alu_state &&
13205             (aux->alu_state != alu_state ||
13206              aux->alu_limit != alu_limit))
13207                 return REASON_PATHS;
13208
13209         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
13210         aux->alu_state = alu_state;
13211         aux->alu_limit = alu_limit;
13212         return 0;
13213 }
13214
13215 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
13216                             struct bpf_insn *insn)
13217 {
13218         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
13219
13220         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
13221                 return 0;
13222
13223         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
13224 }
13225
13226 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
13227 {
13228         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
13229 }
13230
13231 struct bpf_sanitize_info {
13232         struct bpf_insn_aux_data aux;
13233         bool mask_to_left;
13234 };
13235
13236 static struct bpf_verifier_state *
13237 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
13238                           const struct bpf_insn *insn,
13239                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
13240 {
13241         struct bpf_verifier_state *branch;
13242         struct bpf_reg_state *regs;
13243
13244         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
13245         if (branch && insn) {
13246                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
13247                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13248                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13249                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13250                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13251                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
13252                 }
13253         }
13254         return branch;
13255 }
13256
13257 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
13258                             struct bpf_insn *insn,
13259                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
13260                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
13261                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
13262                             struct bpf_sanitize_info *info,
13263                             const bool commit_window)
13264 {
13265         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
13266         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
13267         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
13268         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
13269         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
13270         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13271         u32 alu_state, alu_limit;
13272         struct bpf_reg_state tmp;
13273         bool ret;
13274         int err;
13275
13276         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
13277                 return 0;
13278
13279         /* We already marked aux for masking from non-speculative
13280          * paths, thus we got here in the first place. We only care
13281          * to explore bad access from here.
13282          */
13283         if (vstate->speculative)
13284                 goto do_sim;
13285
13286         if (!commit_window) {
13287                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
13288                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
13289                         return REASON_BOUNDS;
13290
13291                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
13292                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
13293         }
13294
13295         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
13296         if (err < 0)
13297                 return err;
13298
13299         if (commit_window) {
13300                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
13301                  * the observed pointer move after the simulated operation.
13302                  */
13303                 alu_state = info->aux.alu_state;
13304                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
13305         } else {
13306                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
13307                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
13308                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
13309                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
13310
13311                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
13312                  * potential masking differences from other program paths.
13313                  */
13314                 if (!off_is_imm)
13315                         env->explore_alu_limits = true;
13316         }
13317
13318         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
13319         if (err < 0)
13320                 return err;
13321 do_sim:
13322         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
13323          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
13324          * stack.
13325          *
13326          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
13327          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
13328          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
13329          */
13330         if (commit_window || off_is_imm)
13331                 return 0;
13332
13333         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
13334          * speculative execution from truncation as a result of
13335          * masking when off was not within expected range. If off
13336          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
13337          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
13338          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
13339          * and truncated reg-based in the other in order to explore
13340          * bad access.
13341          */
13342         if (!ptr_is_dst_reg) {
13343                 tmp = *dst_reg;
13344                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
13345         }
13346         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
13347                                         env->insn_idx);
13348         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
13349                 *dst_reg = tmp;
13350         return !ret ? REASON_STACK : 0;
13351 }
13352
13353 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
13354 {
13355         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
13356
13357         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
13358          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
13359          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
13360          * rewrite/sanitize them.
13361          */
13362         if (!vstate->speculative)
13363                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
13364 }
13365
13366 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
13367                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
13368                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
13369                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
13370 {
13371         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
13372         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
13373         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
13374
13375         switch (reason) {
13376         case REASON_BOUNDS:
13377                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
13378                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
13379                 break;
13380         case REASON_TYPE:
13381                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
13382                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
13383                 break;
13384         case REASON_PATHS:
13385                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
13386                         dst, op, err);
13387                 break;
13388         case REASON_LIMIT:
13389                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
13390                         dst, op, err);
13391                 break;
13392         case REASON_STACK:
13393                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
13394                         dst, err);
13395                 break;
13396         default:
13397                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
13398                         reason);
13399                 break;
13400         }
13401
13402         return -EACCES;
13403 }
13404
13405 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
13406  * have a variable offset.
13407  *
13408  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
13409  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
13410  * retrieve_ptr_limit().
13411  *
13412  *
13413  * 'off' includes 'reg->off'.
13414  */
13415 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
13416                                 struct bpf_verifier_env *env,
13417                                 int regno,
13418                                 const struct bpf_reg_state *reg,
13419                                 int off)
13420 {
13421         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
13422                 char tn_buf[48];
13423
13424                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
13425                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
13426                         regno, tn_buf, off);
13427                 return -EACCES;
13428         }
13429
13430         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
13431                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
13432                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
13433                 return -EACCES;
13434         }
13435
13436         return 0;
13437 }
13438
13439 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
13440                                  const struct bpf_insn *insn,
13441                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
13442 {
13443         u32 dst = insn->dst_reg;
13444
13445         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
13446          * in order to be able to sanitize access later on.
13447          */
13448         if (env->bypass_spec_v1)
13449                 return 0;
13450
13451         switch (dst_reg->type) {
13452         case PTR_TO_STACK:
13453                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
13454                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
13455                         return -EACCES;
13456                 break;
13457         case PTR_TO_MAP_VALUE:
13458                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
13459                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
13460                                 "prohibited for !root\n", dst);
13461                         return -EACCES;
13462                 }
13463                 break;
13464         default:
13465                 break;
13466         }
13467
13468         return 0;
13469 }
13470
13471 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
13472  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
13473  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
13474  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
13475  */
13476 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
13477                                    struct bpf_insn *insn,
13478                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
13479                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
13480 {
13481         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
13482         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13483         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
13484         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
13485         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
13486             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
13487         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
13488             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
13489         struct bpf_sanitize_info info = {};
13490         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13491         u32 dst = insn->dst_reg;
13492         int ret;
13493
13494         dst_reg = &regs[dst];
13495
13496         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
13497             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
13498                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
13499                  * e.g. dead branches.
13500                  */
13501                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13502                 return 0;
13503         }
13504
13505         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
13506                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
13507                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13508                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
13509                         return 0;
13510                 }
13511
13512                 verbose(env,
13513                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
13514                         dst);
13515                 return -EACCES;
13516         }
13517
13518         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
13519                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
13520                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
13521                 return -EACCES;
13522         }
13523
13524         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
13525         case PTR_TO_CTX:
13526         case PTR_TO_MAP_VALUE:
13527         case PTR_TO_MAP_KEY:
13528         case PTR_TO_STACK:
13529         case PTR_TO_PACKET_META:
13530         case PTR_TO_PACKET:
13531         case PTR_TO_TP_BUFFER:
13532         case PTR_TO_BTF_ID:
13533         case PTR_TO_MEM:
13534         case PTR_TO_BUF:
13535         case PTR_TO_FUNC:
13536         case CONST_PTR_TO_DYNPTR:
13537                 break;
13538         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
13539                 if (known)
13540                         break;
13541                 fallthrough;
13542         case CONST_PTR_TO_MAP:
13543                 /* smin_val represents the known value */
13544                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
13545                         break;
13546                 fallthrough;
13547         default:
13548                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
13549                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
13550                 return -EACCES;
13551         }
13552
13553         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
13554          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
13555          */
13556         dst_reg->type = ptr_reg->type;
13557         dst_reg->id = ptr_reg->id;
13558
13559         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
13560             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
13561                 return -EINVAL;
13562
13563         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
13564         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13565
13566         if (sanitize_needed(opcode)) {
13567                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
13568                                        &info, false);
13569                 if (ret < 0)
13570                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
13571         }
13572
13573         switch (opcode) {
13574         case BPF_ADD:
13575                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
13576                  * the s32 'off' field
13577                  */
13578                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
13579                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
13580                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
13581                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
13582                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
13583                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
13584                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
13585                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
13586                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
13587                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13588                         break;
13589                 }
13590                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
13591                  * == 0, since it's a scalar.
13592                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
13593                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
13594                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
13595                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
13596                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
13597                  * from ptr_reg.
13598                  */
13599                 if (check_add_overflow(smin_ptr, smin_val, &dst_reg->smin_value) ||
13600                     check_add_overflow(smax_ptr, smax_val, &dst_reg->smax_value)) {
13601                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13602                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13603                 }
13604                 if (check_add_overflow(umin_ptr, umin_val, &dst_reg->umin_value) ||
13605                     check_add_overflow(umax_ptr, umax_val, &dst_reg->umax_value)) {
13606                         dst_reg->umin_value = 0;
13607                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13608                 }
13609                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
13610                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
13611                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13612                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
13613                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
13614                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
13615                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
13616                 }
13617                 break;
13618         case BPF_SUB:
13619                 if (dst_reg == off_reg) {
13620                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
13621                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
13622                                 dst);
13623                         return -EACCES;
13624                 }
13625                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
13626                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
13627                  * be able to deal with it.
13628                  */
13629                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
13630                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
13631                                 dst);
13632                         return -EACCES;
13633                 }
13634                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
13635                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
13636                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
13637                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
13638                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
13639                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
13640                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
13641                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
13642                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
13643                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
13644                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13645                         break;
13646                 }
13647                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
13648                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
13649                  */
13650                 if (check_sub_overflow(smin_ptr, smax_val, &dst_reg->smin_value) ||
13651                     check_sub_overflow(smax_ptr, smin_val, &dst_reg->smax_value)) {
13652                         /* Overflow possible, we know nothing */
13653                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13654                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13655                 }
13656                 if (umin_ptr < umax_val) {
13657                         /* Overflow possible, we know nothing */
13658                         dst_reg->umin_value = 0;
13659                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13660                 } else {
13661                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13662                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
13663                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
13664                 }
13665                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
13666                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
13667                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
13668                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
13669                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
13670                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
13671                         if (smin_val < 0)
13672                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
13673                 }
13674                 break;
13675         case BPF_AND:
13676         case BPF_OR:
13677         case BPF_XOR:
13678                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
13679                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
13680                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13681                 return -EACCES;
13682         default:
13683                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
13684                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
13685                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13686                 return -EACCES;
13687         }
13688
13689         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
13690                 return -EINVAL;
13691         reg_bounds_sync(dst_reg);
13692         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
13693                 return -EACCES;
13694         if (sanitize_needed(opcode)) {
13695                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
13696                                        &info, true);
13697                 if (ret < 0)
13698                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
13699         }
13700
13701         return 0;
13702 }
13703
13704 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13705                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13706 {
13707         s32 *dst_smin = &dst_reg->s32_min_value;
13708         s32 *dst_smax = &dst_reg->s32_max_value;
13709         u32 *dst_umin = &dst_reg->u32_min_value;
13710         u32 *dst_umax = &dst_reg->u32_max_value;
13711
13712         if (check_add_overflow(*dst_smin, src_reg->s32_min_value, dst_smin) ||
13713             check_add_overflow(*dst_smax, src_reg->s32_max_value, dst_smax)) {
13714                 *dst_smin = S32_MIN;
13715                 *dst_smax = S32_MAX;
13716         }
13717         if (check_add_overflow(*dst_umin, src_reg->u32_min_value, dst_umin) ||
13718             check_add_overflow(*dst_umax, src_reg->u32_max_value, dst_umax)) {
13719                 *dst_umin = 0;
13720                 *dst_umax = U32_MAX;
13721         }
13722 }
13723
13724 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13725                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13726 {
13727         s64 *dst_smin = &dst_reg->smin_value;
13728         s64 *dst_smax = &dst_reg->smax_value;
13729         u64 *dst_umin = &dst_reg->umin_value;
13730         u64 *dst_umax = &dst_reg->umax_value;
13731
13732         if (check_add_overflow(*dst_smin, src_reg->smin_value, dst_smin) ||
13733             check_add_overflow(*dst_smax, src_reg->smax_value, dst_smax)) {
13734                 *dst_smin = S64_MIN;
13735                 *dst_smax = S64_MAX;
13736         }
13737         if (check_add_overflow(*dst_umin, src_reg->umin_value, dst_umin) ||
13738             check_add_overflow(*dst_umax, src_reg->umax_value, dst_umax)) {
13739                 *dst_umin = 0;
13740                 *dst_umax = U64_MAX;
13741         }
13742 }
13743
13744 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13745                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13746 {
13747         s32 *dst_smin = &dst_reg->s32_min_value;
13748         s32 *dst_smax = &dst_reg->s32_max_value;
13749         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13750         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13751
13752         if (check_sub_overflow(*dst_smin, src_reg->s32_max_value, dst_smin) ||
13753             check_sub_overflow(*dst_smax, src_reg->s32_min_value, dst_smax)) {
13754                 /* Overflow possible, we know nothing */
13755                 *dst_smin = S32_MIN;
13756                 *dst_smax = S32_MAX;
13757         }
13758         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
13759                 /* Overflow possible, we know nothing */
13760                 dst_reg->u32_min_value = 0;
13761                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
13762         } else {
13763                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13764                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
13765                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
13766         }
13767 }
13768
13769 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13770                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13771 {
13772         s64 *dst_smin = &dst_reg->smin_value;
13773         s64 *dst_smax = &dst_reg->smax_value;
13774         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13775         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13776
13777         if (check_sub_overflow(*dst_smin, src_reg->smax_value, dst_smin) ||
13778             check_sub_overflow(*dst_smax, src_reg->smin_value, dst_smax)) {
13779                 /* Overflow possible, we know nothing */
13780                 *dst_smin = S64_MIN;
13781                 *dst_smax = S64_MAX;
13782         }
13783         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
13784                 /* Overflow possible, we know nothing */
13785                 dst_reg->umin_value = 0;
13786                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
13787         } else {
13788                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
13789                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
13790                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
13791         }
13792 }
13793
13794 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13795                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13796 {
13797         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
13798         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13799         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13800
13801         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
13802                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
13803                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13804                 return;
13805         }
13806         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
13807          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
13808          */
13809         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
13810                 /* Potential overflow, we know nothing */
13811                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
13812                 return;
13813         }
13814         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
13815         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
13816         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
13817                 /* Overflow possible, we know nothing */
13818                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13819                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13820         } else {
13821                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13822                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13823         }
13824 }
13825
13826 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13827                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13828 {
13829         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
13830         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13831         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13832
13833         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
13834                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
13835                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13836                 return;
13837         }
13838         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
13839          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
13840          */
13841         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
13842                 /* Potential overflow, we know nothing */
13843                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
13844                 return;
13845         }
13846         dst_reg->umin_value *= umin_val;
13847         dst_reg->umax_value *= umax_val;
13848         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
13849                 /* Overflow possible, we know nothing */
13850                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13851                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13852         } else {
13853                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13854                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13855         }
13856 }
13857
13858 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13859                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13860 {
13861         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13862         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13863         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13864         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
13865
13866         if (src_known && dst_known) {
13867                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13868                 return;
13869         }
13870
13871         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
13872          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
13873          */
13874         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
13875         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
13876
13877         /* Safe to set s32 bounds by casting u32 result into s32 when u32
13878          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s32 bounds to unbounded.
13879          */
13880         if ((s32)dst_reg->u32_min_value <= (s32)dst_reg->u32_max_value) {
13881                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13882                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13883         } else {
13884                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13885                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13886         }
13887 }
13888
13889 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13890                                struct bpf_reg_state *src_reg)
13891 {
13892         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13893         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13894         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
13895
13896         if (src_known && dst_known) {
13897                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13898                 return;
13899         }
13900
13901         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
13902          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
13903          */
13904         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
13905         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
13906
13907         /* Safe to set s64 bounds by casting u64 result into s64 when u64
13908          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s64 bounds to unbounded.
13909          */
13910         if ((s64)dst_reg->umin_value <= (s64)dst_reg->umax_value) {
13911                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13912                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13913         } else {
13914                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13915                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13916         }
13917         /* We may learn something more from the var_off */
13918         __update_reg_bounds(dst_reg);
13919 }
13920
13921 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13922                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
13923 {
13924         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13925         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13926         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13927         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
13928
13929         if (src_known && dst_known) {
13930                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13931                 return;
13932         }
13933
13934         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
13935          * maximum of the operands' minima
13936          */
13937         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
13938         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
13939
13940         /* Safe to set s32 bounds by casting u32 result into s32 when u32
13941          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s32 bounds to unbounded.
13942          */
13943         if ((s32)dst_reg->u32_min_value <= (s32)dst_reg->u32_max_value) {
13944                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
13945                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
13946         } else {
13947                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
13948                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
13949         }
13950 }
13951
13952 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13953                               struct bpf_reg_state *src_reg)
13954 {
13955         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
13956         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
13957         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
13958
13959         if (src_known && dst_known) {
13960                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
13961                 return;
13962         }
13963
13964         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
13965          * maximum of the operands' minima
13966          */
13967         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
13968         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
13969
13970         /* Safe to set s64 bounds by casting u64 result into s64 when u64
13971          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s64 bounds to unbounded.
13972          */
13973         if ((s64)dst_reg->umin_value <= (s64)dst_reg->umax_value) {
13974                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
13975                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
13976         } else {
13977                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
13978                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
13979         }
13980         /* We may learn something more from the var_off */
13981         __update_reg_bounds(dst_reg);
13982 }
13983
13984 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13985                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
13986 {
13987         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
13988         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
13989         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
13990
13991         if (src_known && dst_known) {
13992                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
13993                 return;
13994         }
13995
13996         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
13997         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
13998         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
13999
14000         /* Safe to set s32 bounds by casting u32 result into s32 when u32
14001          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s32 bounds to unbounded.
14002          */
14003         if ((s32)dst_reg->u32_min_value <= (s32)dst_reg->u32_max_value) {
14004                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
14005                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
14006         } else {
14007                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
14008                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
14009         }
14010 }
14011
14012 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14013                                struct bpf_reg_state *src_reg)
14014 {
14015         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
14016         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
14017
14018         if (src_known && dst_known) {
14019                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
14020                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
14021                 return;
14022         }
14023
14024         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
14025         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
14026         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
14027
14028         /* Safe to set s64 bounds by casting u64 result into s64 when u64
14029          * doesn't cross sign boundary. Otherwise set s64 bounds to unbounded.
14030          */
14031         if ((s64)dst_reg->umin_value <= (s64)dst_reg->umax_value) {
14032                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
14033                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
14034         } else {
14035                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
14036                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
14037         }
14038
14039         __update_reg_bounds(dst_reg);
14040 }
14041
14042 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14043                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
14044 {
14045         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
14046          * up from var_off)
14047          */
14048         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
14049         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
14050         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
14051         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
14052                 dst_reg->u32_min_value = 0;
14053                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
14054         } else {
14055                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
14056                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
14057         }
14058 }
14059
14060 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14061                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
14062 {
14063         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
14064         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
14065         /* u32 alu operation will zext upper bits */
14066         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
14067
14068         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
14069         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
14070         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
14071          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
14072          * if some path skips this step we are still safe.
14073          */
14074         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
14075         __update_reg32_bounds(dst_reg);
14076 }
14077
14078 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14079                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
14080 {
14081         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
14082          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
14083          * positive we know this shift will also be positive so we can track
14084          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
14085          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
14086          * later to shifts of any length.
14087          */
14088         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
14089                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
14090         else
14091                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
14092
14093         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
14094                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
14095         else
14096                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
14097
14098         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
14099         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
14100                 dst_reg->umin_value = 0;
14101                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
14102         } else {
14103                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
14104                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
14105         }
14106 }
14107
14108 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14109                                struct bpf_reg_state *src_reg)
14110 {
14111         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
14112         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
14113
14114         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
14115         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
14116         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
14117
14118         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
14119         /* We may learn something more from the var_off */
14120         __update_reg_bounds(dst_reg);
14121 }
14122
14123 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14124                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
14125 {
14126         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
14127         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
14128         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
14129
14130         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
14131          * be negative, then either:
14132          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
14133          *    unknown, so we lose our signed bounds
14134          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
14135          *    signed bounds
14136          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
14137          *    about the result
14138          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
14139          * unsigned bounds capture the signed bounds.
14140          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
14141          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
14142          * var_off of the result.
14143          */
14144         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
14145         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
14146
14147         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
14148         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
14149         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
14150
14151         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
14152         __update_reg32_bounds(dst_reg);
14153 }
14154
14155 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14156                                struct bpf_reg_state *src_reg)
14157 {
14158         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
14159         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
14160
14161         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
14162          * be negative, then either:
14163          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
14164          *    unknown, so we lose our signed bounds
14165          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
14166          *    signed bounds
14167          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
14168          *    about the result
14169          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
14170          * unsigned bounds capture the signed bounds.
14171          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
14172          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
14173          * var_off of the result.
14174          */
14175         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
14176         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
14177         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
14178         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
14179         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
14180
14181         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
14182          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
14183          * so we can recalculate later from tnum.
14184          */
14185         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
14186         __update_reg_bounds(dst_reg);
14187 }
14188
14189 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14190                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
14191 {
14192         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
14193
14194         /* Upon reaching here, src_known is true and
14195          * umax_val is equal to umin_val.
14196          */
14197         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
14198         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
14199
14200         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
14201
14202         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
14203          * dst_reg var_off to refine the result.
14204          */
14205         dst_reg->u32_min_value = 0;
14206         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
14207
14208         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
14209         __update_reg32_bounds(dst_reg);
14210 }
14211
14212 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14213                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
14214 {
14215         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
14216
14217         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
14218          * to umin_val.
14219          */
14220         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
14221         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
14222
14223         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
14224
14225         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
14226          * dst_reg var_off to refine the result.
14227          */
14228         dst_reg->umin_value = 0;
14229         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
14230
14231         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
14232          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
14233          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
14234          */
14235         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
14236         __update_reg_bounds(dst_reg);
14237 }
14238
14239 static bool is_safe_to_compute_dst_reg_range(struct bpf_insn *insn,
14240                                              const struct bpf_reg_state *src_reg)
14241 {
14242         bool src_is_const = false;
14243         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
14244
14245         if (insn_bitness == 32) {
14246                 if (tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off)
14247                     && src_reg->s32_min_value == src_reg->s32_max_value
14248                     && src_reg->u32_min_value == src_reg->u32_max_value)
14249                         src_is_const = true;
14250         } else {
14251                 if (tnum_is_const(src_reg->var_off)
14252                     && src_reg->smin_value == src_reg->smax_value
14253                     && src_reg->umin_value == src_reg->umax_value)
14254                         src_is_const = true;
14255         }
14256
14257         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14258         case BPF_ADD:
14259         case BPF_SUB:
14260         case BPF_AND:
14261         case BPF_XOR:
14262         case BPF_OR:
14263         case BPF_MUL:
14264                 return true;
14265
14266         /* Shift operators range is only computable if shift dimension operand
14267          * is a constant. Shifts greater than 31 or 63 are undefined. This
14268          * includes shifts by a negative number.
14269          */
14270         case BPF_LSH:
14271         case BPF_RSH:
14272         case BPF_ARSH:
14273                 return (src_is_const && src_reg->umax_value < insn_bitness);
14274         default:
14275                 return false;
14276         }
14277 }
14278
14279 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
14280  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
14281  * need extra checks in the 32-bit case.
14282  */
14283 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
14284                                       struct bpf_insn *insn,
14285                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
14286                                       struct bpf_reg_state src_reg)
14287 {
14288         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14289         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
14290         int ret;
14291
14292         if (!is_safe_to_compute_dst_reg_range(insn, &src_reg)) {
14293                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
14294                 return 0;
14295         }
14296
14297         if (sanitize_needed(opcode)) {
14298                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
14299                 if (ret < 0)
14300                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
14301         }
14302
14303         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
14304          * There are two classes of instructions: The first class we track both
14305          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
14306          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
14307          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
14308          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
14309          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
14310          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
14311          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
14312          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
14313          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
14314          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
14315          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
14316          */
14317         switch (opcode) {
14318         case BPF_ADD:
14319                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
14320                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
14321                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14322                 break;
14323         case BPF_SUB:
14324                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
14325                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
14326                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14327                 break;
14328         case BPF_MUL:
14329                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14330                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
14331                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
14332                 break;
14333         case BPF_AND:
14334                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14335                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
14336                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
14337                 break;
14338         case BPF_OR:
14339                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14340                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
14341                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
14342                 break;
14343         case BPF_XOR:
14344                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
14345                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
14346                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
14347                 break;
14348         case BPF_LSH:
14349                 if (alu32)
14350                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
14351                 else
14352                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
14353                 break;
14354         case BPF_RSH:
14355                 if (alu32)
14356                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
14357                 else
14358                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
14359                 break;
14360         case BPF_ARSH:
14361                 if (alu32)
14362                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
14363                 else
14364                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
14365                 break;
14366         default:
14367                 break;
14368         }
14369
14370         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
14371         if (alu32)
14372                 zext_32_to_64(dst_reg);
14373         reg_bounds_sync(dst_reg);
14374         return 0;
14375 }
14376
14377 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
14378  * and var_off.
14379  */
14380 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
14381                                    struct bpf_insn *insn)
14382 {
14383         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
14384         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
14385         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
14386         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
14387         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
14388         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14389         int err;
14390
14391         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14392         src_reg = NULL;
14393
14394         if (dst_reg->type == PTR_TO_ARENA) {
14395                 struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14396
14397                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64)
14398                         /*
14399                          * 32-bit operations zero upper bits automatically.
14400                          * 64-bit operations need to be converted to 32.
14401                          */
14402                         aux->needs_zext = true;
14403
14404                 /* Any arithmetic operations are allowed on arena pointers */
14405                 return 0;
14406         }
14407
14408         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
14409                 ptr_reg = dst_reg;
14410
14411         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14412                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
14413                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
14414                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
14415                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
14416                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
14417                                  * pointer subtraction
14418                                  */
14419                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
14420                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14421                                         return 0;
14422                                 }
14423                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
14424                                         insn->dst_reg,
14425                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
14426                                 return -EACCES;
14427                         } else {
14428                                 /* scalar += pointer
14429                                  * This is legal, but we have to reverse our
14430                                  * src/dest handling in computing the range
14431                                  */
14432                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
14433                                 if (err)
14434                                         return err;
14435                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
14436                                                                src_reg, dst_reg);
14437                         }
14438                 } else if (ptr_reg) {
14439                         /* pointer += scalar */
14440                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14441                         if (err)
14442                                 return err;
14443                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
14444                                                        dst_reg, src_reg);
14445                 } else if (dst_reg->precise) {
14446                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
14447                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14448                         if (err)
14449                                 return err;
14450                 }
14451         } else {
14452                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
14453                  * need to be able to read from this state.
14454                  */
14455                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
14456                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
14457                 src_reg = &off_reg;
14458                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
14459                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
14460                                                        ptr_reg, src_reg);
14461         }
14462
14463         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
14464         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
14465                 print_verifier_state(env, state, true);
14466                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
14467                 return -EINVAL;
14468         }
14469         if (WARN_ON(!src_reg)) {
14470                 print_verifier_state(env, state, true);
14471                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
14472                 return -EINVAL;
14473         }
14474         err = adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
14475         if (err)
14476                 return err;
14477         /*
14478          * Compilers can generate the code
14479          * r1 = r2
14480          * r1 += 0x1
14481          * if r2 < 1000 goto ...
14482          * use r1 in memory access
14483          * So for 64-bit alu remember constant delta between r2 and r1 and
14484          * update r1 after 'if' condition.
14485          */
14486         if (env->bpf_capable &&
14487             BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD && !alu32 &&
14488             dst_reg->id && is_reg_const(src_reg, false)) {
14489                 u64 val = reg_const_value(src_reg, false);
14490
14491                 if ((dst_reg->id & BPF_ADD_CONST) ||
14492                     /* prevent overflow in sync_linked_regs() later */
14493                     val > (u32)S32_MAX) {
14494                         /*
14495                          * If the register already went through rX += val
14496                          * we cannot accumulate another val into rx->off.
14497                          */
14498                         dst_reg->off = 0;
14499                         dst_reg->id = 0;
14500                 } else {
14501                         dst_reg->id |= BPF_ADD_CONST;
14502                         dst_reg->off = val;
14503                 }
14504         } else {
14505                 /*
14506                  * Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
14507                  * incorrectly propagated into other registers by sync_linked_regs()
14508                  */
14509                 dst_reg->id = 0;
14510         }
14511         return 0;
14512 }
14513
14514 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
14515 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14516 {
14517         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14518         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14519         int err;
14520
14521         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
14522                 if (opcode == BPF_NEG) {
14523                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
14524                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
14525                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
14526                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
14527                                 return -EINVAL;
14528                         }
14529                 } else {
14530                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14531                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
14532                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
14533                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
14534                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
14535                                 return -EINVAL;
14536                         }
14537                 }
14538
14539                 /* check src operand */
14540                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14541                 if (err)
14542                         return err;
14543
14544                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14545                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
14546                                 insn->dst_reg);
14547                         return -EACCES;
14548                 }
14549
14550                 /* check dest operand */
14551                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14552                 if (err)
14553                         return err;
14554
14555         } else if (opcode == BPF_MOV) {
14556
14557                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14558                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
14559                                 if ((insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) ||
14560                                     insn->imm) {
14561                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14562                                         return -EINVAL;
14563                                 }
14564                         } else if (insn->off == BPF_ADDR_SPACE_CAST) {
14565                                 if (insn->imm != 1 && insn->imm != 1u << 16) {
14566                                         verbose(env, "addr_space_cast insn can only convert between address space 1 and 0\n");
14567                                         return -EINVAL;
14568                                 }
14569                                 if (!env->prog->aux->arena) {
14570                                         verbose(env, "addr_space_cast insn can only be used in a program that has an associated arena\n");
14571                                         return -EINVAL;
14572                                 }
14573                         } else {
14574                                 if ((insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
14575                                      insn->off != 32) || insn->imm) {
14576                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14577                                         return -EINVAL;
14578                                 }
14579                         }
14580
14581                         /* check src operand */
14582                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14583                         if (err)
14584                                 return err;
14585                 } else {
14586                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
14587                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
14588                                 return -EINVAL;
14589                         }
14590                 }
14591
14592                 /* check dest operand, mark as required later */
14593                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
14594                 if (err)
14595                         return err;
14596
14597                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14598                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
14599                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
14600
14601                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
14602                                 if (insn->imm) {
14603                                         /* off == BPF_ADDR_SPACE_CAST */
14604                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14605                                         if (insn->imm == 1) { /* cast from as(1) to as(0) */
14606                                                 dst_reg->type = PTR_TO_ARENA;
14607                                                 /* PTR_TO_ARENA is 32-bit */
14608                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
14609                                         }
14610                                 } else if (insn->off == 0) {
14611                                         /* case: R1 = R2
14612                                          * copy register state to dest reg
14613                                          */
14614                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14615                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14616                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14617                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
14618                                 } else {
14619                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
14620                                         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14621                                                 verbose(env,
14622                                                         "R%d sign-extension part of pointer\n",
14623                                                         insn->src_reg);
14624                                                 return -EACCES;
14625                                         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14626                                                 bool no_sext;
14627
14628                                                 no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
14629                                                 if (no_sext)
14630                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14631                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14632                                                 if (!no_sext)
14633                                                         dst_reg->id = 0;
14634                                                 coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
14635                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14636                                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
14637                                         } else {
14638                                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14639                                         }
14640                                 }
14641                         } else {
14642                                 /* R1 = (u32) R2 */
14643                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14644                                         verbose(env,
14645                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
14646                                                 insn->src_reg);
14647                                         return -EACCES;
14648                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14649                                         if (insn->off == 0) {
14650                                                 bool is_src_reg_u32 = get_reg_width(src_reg) <= 32;
14651
14652                                                 if (is_src_reg_u32)
14653                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14654                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14655                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
14656                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
14657                                                  * propagated into src_reg by sync_linked_regs()
14658                                                  */
14659                                                 if (!is_src_reg_u32)
14660                                                         dst_reg->id = 0;
14661                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14662                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
14663                                         } else {
14664                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
14665                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
14666
14667                                                 if (no_sext)
14668                                                         assign_scalar_id_before_mov(env, src_reg);
14669                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
14670                                                 if (!no_sext)
14671                                                         dst_reg->id = 0;
14672                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
14673                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
14674                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
14675                                         }
14676                                 } else {
14677                                         mark_reg_unknown(env, regs,
14678                                                          insn->dst_reg);
14679                                 }
14680                                 zext_32_to_64(dst_reg);
14681                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
14682                         }
14683                 } else {
14684                         /* case: R = imm
14685                          * remember the value we stored into this reg
14686                          */
14687                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
14688                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
14689                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
14690                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
14691                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
14692                                                  insn->imm);
14693                         } else {
14694                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
14695                                                  (u32)insn->imm);
14696                         }
14697                 }
14698
14699         } else if (opcode > BPF_END) {
14700                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
14701                 return -EINVAL;
14702
14703         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
14704
14705                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14706                         if (insn->imm != 0 || insn->off > 1 ||
14707                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
14708                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
14709                                 return -EINVAL;
14710                         }
14711                         /* check src1 operand */
14712                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14713                         if (err)
14714                                 return err;
14715                 } else {
14716                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off > 1 ||
14717                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
14718                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
14719                                 return -EINVAL;
14720                         }
14721                 }
14722
14723                 /* check src2 operand */
14724                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14725                 if (err)
14726                         return err;
14727
14728                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
14729                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
14730                         verbose(env, "div by zero\n");
14731                         return -EINVAL;
14732                 }
14733
14734                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
14735                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14736                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
14737
14738                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
14739                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
14740                                 return -EINVAL;
14741                         }
14742                 }
14743
14744                 /* check dest operand */
14745                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
14746                 err = err ?: adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
14747                 if (err)
14748                         return err;
14749         }
14750
14751         return reg_bounds_sanity_check(env, &regs[insn->dst_reg], "alu");
14752 }
14753
14754 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
14755                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
14756                                    enum bpf_reg_type type,
14757                                    bool range_right_open)
14758 {
14759         struct bpf_func_state *state;
14760         struct bpf_reg_state *reg;
14761         int new_range;
14762
14763         if (dst_reg->off < 0 ||
14764             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
14765                 /* This doesn't give us any range */
14766                 return;
14767
14768         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
14769             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
14770                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
14771                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
14772                  */
14773                 return;
14774
14775         new_range = dst_reg->off;
14776         if (range_right_open)
14777                 new_range++;
14778
14779         /* Examples for register markings:
14780          *
14781          * pkt_data in dst register:
14782          *
14783          *   r2 = r3;
14784          *   r2 += 8;
14785          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
14786          *   <access okay>
14787          *
14788          *   r2 = r3;
14789          *   r2 += 8;
14790          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
14791          *   <handle exception>
14792          *
14793          *   Where:
14794          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
14795          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
14796          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
14797          *
14798          * pkt_data in src register:
14799          *
14800          *   r2 = r3;
14801          *   r2 += 8;
14802          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
14803          *   <handle exception>
14804          *
14805          *   r2 = r3;
14806          *   r2 += 8;
14807          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
14808          *   <access okay>
14809          *
14810          *   Where:
14811          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
14812          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
14813          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
14814          *
14815          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
14816          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
14817          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
14818          * the check.
14819          */
14820
14821         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
14822          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
14823          * the range won't allow anything.
14824          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
14825          */
14826         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14827                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
14828                         /* keep the maximum range already checked */
14829                         reg->range = max(reg->range, new_range);
14830         }));
14831 }
14832
14833 /*
14834  * <reg1> <op> <reg2>, currently assuming reg2 is a constant
14835  */
14836 static int is_scalar_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
14837                                   u8 opcode, bool is_jmp32)
14838 {
14839         struct tnum t1 = is_jmp32 ? tnum_subreg(reg1->var_off) : reg1->var_off;
14840         struct tnum t2 = is_jmp32 ? tnum_subreg(reg2->var_off) : reg2->var_off;
14841         u64 umin1 = is_jmp32 ? (u64)reg1->u32_min_value : reg1->umin_value;
14842         u64 umax1 = is_jmp32 ? (u64)reg1->u32_max_value : reg1->umax_value;
14843         s64 smin1 = is_jmp32 ? (s64)reg1->s32_min_value : reg1->smin_value;
14844         s64 smax1 = is_jmp32 ? (s64)reg1->s32_max_value : reg1->smax_value;
14845         u64 umin2 = is_jmp32 ? (u64)reg2->u32_min_value : reg2->umin_value;
14846         u64 umax2 = is_jmp32 ? (u64)reg2->u32_max_value : reg2->umax_value;
14847         s64 smin2 = is_jmp32 ? (s64)reg2->s32_min_value : reg2->smin_value;
14848         s64 smax2 = is_jmp32 ? (s64)reg2->s32_max_value : reg2->smax_value;
14849
14850         switch (opcode) {
14851         case BPF_JEQ:
14852                 /* constants, umin/umax and smin/smax checks would be
14853                  * redundant in this case because they all should match
14854                  */
14855                 if (tnum_is_const(t1) && tnum_is_const(t2))
14856                         return t1.value == t2.value;
14857                 /* non-overlapping ranges */
14858                 if (umin1 > umax2 || umax1 < umin2)
14859                         return 0;
14860                 if (smin1 > smax2 || smax1 < smin2)
14861                         return 0;
14862                 if (!is_jmp32) {
14863                         /* if 64-bit ranges are inconclusive, see if we can
14864                          * utilize 32-bit subrange knowledge to eliminate
14865                          * branches that can't be taken a priori
14866                          */
14867                         if (reg1->u32_min_value > reg2->u32_max_value ||
14868                             reg1->u32_max_value < reg2->u32_min_value)
14869                                 return 0;
14870                         if (reg1->s32_min_value > reg2->s32_max_value ||
14871                             reg1->s32_max_value < reg2->s32_min_value)
14872                                 return 0;
14873                 }
14874                 break;
14875         case BPF_JNE:
14876                 /* constants, umin/umax and smin/smax checks would be
14877                  * redundant in this case because they all should match
14878                  */
14879                 if (tnum_is_const(t1) && tnum_is_const(t2))
14880                         return t1.value != t2.value;
14881                 /* non-overlapping ranges */
14882                 if (umin1 > umax2 || umax1 < umin2)
14883                         return 1;
14884                 if (smin1 > smax2 || smax1 < smin2)
14885                         return 1;
14886                 if (!is_jmp32) {
14887                         /* if 64-bit ranges are inconclusive, see if we can
14888                          * utilize 32-bit subrange knowledge to eliminate
14889                          * branches that can't be taken a priori
14890                          */
14891                         if (reg1->u32_min_value > reg2->u32_max_value ||
14892                             reg1->u32_max_value < reg2->u32_min_value)
14893                                 return 1;
14894                         if (reg1->s32_min_value > reg2->s32_max_value ||
14895                             reg1->s32_max_value < reg2->s32_min_value)
14896                                 return 1;
14897                 }
14898                 break;
14899         case BPF_JSET:
14900                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32)) {
14901                         swap(reg1, reg2);
14902                         swap(t1, t2);
14903                 }
14904                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
14905                         return -1;
14906                 if ((~t1.mask & t1.value) & t2.value)
14907                         return 1;
14908                 if (!((t1.mask | t1.value) & t2.value))
14909                         return 0;
14910                 break;
14911         case BPF_JGT:
14912                 if (umin1 > umax2)
14913                         return 1;
14914                 else if (umax1 <= umin2)
14915                         return 0;
14916                 break;
14917         case BPF_JSGT:
14918                 if (smin1 > smax2)
14919                         return 1;
14920                 else if (smax1 <= smin2)
14921                         return 0;
14922                 break;
14923         case BPF_JLT:
14924                 if (umax1 < umin2)
14925                         return 1;
14926                 else if (umin1 >= umax2)
14927                         return 0;
14928                 break;
14929         case BPF_JSLT:
14930                 if (smax1 < smin2)
14931                         return 1;
14932                 else if (smin1 >= smax2)
14933                         return 0;
14934                 break;
14935         case BPF_JGE:
14936                 if (umin1 >= umax2)
14937                         return 1;
14938                 else if (umax1 < umin2)
14939                         return 0;
14940                 break;
14941         case BPF_JSGE:
14942                 if (smin1 >= smax2)
14943                         return 1;
14944                 else if (smax1 < smin2)
14945                         return 0;
14946                 break;
14947         case BPF_JLE:
14948                 if (umax1 <= umin2)
14949                         return 1;
14950                 else if (umin1 > umax2)
14951                         return 0;
14952                 break;
14953         case BPF_JSLE:
14954                 if (smax1 <= smin2)
14955                         return 1;
14956                 else if (smin1 > smax2)
14957                         return 0;
14958                 break;
14959         }
14960
14961         return -1;
14962 }
14963
14964 static int flip_opcode(u32 opcode)
14965 {
14966         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
14967         static const u8 opcode_flip[16] = {
14968                 /* these stay the same */
14969                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
14970                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
14971                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
14972                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
14973                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
14974                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
14975                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
14976                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
14977                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
14978                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
14979                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
14980                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
14981         };
14982         return opcode_flip[opcode >> 4];
14983 }
14984
14985 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
14986                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
14987                                    u8 opcode)
14988 {
14989         struct bpf_reg_state *pkt;
14990
14991         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
14992                 pkt = dst_reg;
14993         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
14994                 pkt = src_reg;
14995                 opcode = flip_opcode(opcode);
14996         } else {
14997                 return -1;
14998         }
14999
15000         if (pkt->range >= 0)
15001                 return -1;
15002
15003         switch (opcode) {
15004         case BPF_JLE:
15005                 /* pkt <= pkt_end */
15006                 fallthrough;
15007         case BPF_JGT:
15008                 /* pkt > pkt_end */
15009                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
15010                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
15011                         return opcode == BPF_JGT;
15012                 break;
15013         case BPF_JLT:
15014                 /* pkt < pkt_end */
15015                 fallthrough;
15016         case BPF_JGE:
15017                 /* pkt >= pkt_end */
15018                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
15019                         return opcode == BPF_JGE;
15020                 break;
15021         }
15022         return -1;
15023 }
15024
15025 /* compute branch direction of the expression "if (<reg1> opcode <reg2>) goto target;"
15026  * and return:
15027  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
15028  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
15029  * -1 - unknown. Example: "if (reg1 < 5)" is unknown when register value
15030  *      range [0,10]
15031  */
15032 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
15033                            u8 opcode, bool is_jmp32)
15034 {
15035         if (reg_is_pkt_pointer_any(reg1) && reg_is_pkt_pointer_any(reg2) && !is_jmp32)
15036                 return is_pkt_ptr_branch_taken(reg1, reg2, opcode);
15037
15038         if (__is_pointer_value(false, reg1) || __is_pointer_value(false, reg2)) {
15039                 u64 val;
15040
15041                 /* arrange that reg2 is a scalar, and reg1 is a pointer */
15042                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32)) {
15043                         opcode = flip_opcode(opcode);
15044                         swap(reg1, reg2);
15045                 }
15046                 /* and ensure that reg2 is a constant */
15047                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
15048                         return -1;
15049
15050                 if (!reg_not_null(reg1))
15051                         return -1;
15052
15053                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
15054                  * use this to direct branch taken.
15055                  */
15056                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
15057                 if (val != 0)
15058                         return -1;
15059
15060                 switch (opcode) {
15061                 case BPF_JEQ:
15062                         return 0;
15063                 case BPF_JNE:
15064                         return 1;
15065                 default:
15066                         return -1;
15067                 }
15068         }
15069
15070         /* now deal with two scalars, but not necessarily constants */
15071         return is_scalar_branch_taken(reg1, reg2, opcode, is_jmp32);
15072 }
15073
15074 /* Opcode that corresponds to a *false* branch condition.
15075  * E.g., if r1 < r2, then reverse (false) condition is r1 >= r2
15076  */
15077 static u8 rev_opcode(u8 opcode)
15078 {
15079         switch (opcode) {
15080         case BPF_JEQ:           return BPF_JNE;
15081         case BPF_JNE:           return BPF_JEQ;
15082         /* JSET doesn't have it's reverse opcode in BPF, so add
15083          * BPF_X flag to denote the reverse of that operation
15084          */
15085         case BPF_JSET:          return BPF_JSET | BPF_X;
15086         case BPF_JSET | BPF_X:  return BPF_JSET;
15087         case BPF_JGE:           return BPF_JLT;
15088         case BPF_JGT:           return BPF_JLE;
15089         case BPF_JLE:           return BPF_JGT;
15090         case BPF_JLT:           return BPF_JGE;
15091         case BPF_JSGE:          return BPF_JSLT;
15092         case BPF_JSGT:          return BPF_JSLE;
15093         case BPF_JSLE:          return BPF_JSGT;
15094         case BPF_JSLT:          return BPF_JSGE;
15095         default:                return 0;
15096         }
15097 }
15098
15099 /* Refine range knowledge for <reg1> <op> <reg>2 conditional operation. */
15100 static void regs_refine_cond_op(struct bpf_reg_state *reg1, struct bpf_reg_state *reg2,
15101                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
15102 {
15103         struct tnum t;
15104         u64 val;
15105
15106         /* In case of GE/GT/SGE/JST, reuse LE/LT/SLE/SLT logic from below */
15107         switch (opcode) {
15108         case BPF_JGE:
15109         case BPF_JGT:
15110         case BPF_JSGE:
15111         case BPF_JSGT:
15112                 opcode = flip_opcode(opcode);
15113                 swap(reg1, reg2);
15114                 break;
15115         default:
15116                 break;
15117         }
15118
15119         switch (opcode) {
15120         case BPF_JEQ:
15121                 if (is_jmp32) {
15122                         reg1->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value, reg2->u32_min_value);
15123                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value);
15124                         reg1->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value, reg2->s32_min_value);
15125                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value);
15126                         reg2->u32_min_value = reg1->u32_min_value;
15127                         reg2->u32_max_value = reg1->u32_max_value;
15128                         reg2->s32_min_value = reg1->s32_min_value;
15129                         reg2->s32_max_value = reg1->s32_max_value;
15130
15131                         t = tnum_intersect(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_subreg(reg2->var_off));
15132                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
15133                         reg2->var_off = tnum_with_subreg(reg2->var_off, t);
15134                 } else {
15135                         reg1->umin_value = max(reg1->umin_value, reg2->umin_value);
15136                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value);
15137                         reg1->smin_value = max(reg1->smin_value, reg2->smin_value);
15138                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value);
15139                         reg2->umin_value = reg1->umin_value;
15140                         reg2->umax_value = reg1->umax_value;
15141                         reg2->smin_value = reg1->smin_value;
15142                         reg2->smax_value = reg1->smax_value;
15143
15144                         reg1->var_off = tnum_intersect(reg1->var_off, reg2->var_off);
15145                         reg2->var_off = reg1->var_off;
15146                 }
15147                 break;
15148         case BPF_JNE:
15149                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
15150                         swap(reg1, reg2);
15151                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
15152                         break;
15153
15154                 /* try to recompute the bound of reg1 if reg2 is a const and
15155                  * is exactly the edge of reg1.
15156                  */
15157                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
15158                 if (is_jmp32) {
15159                         /* u32_min_value is not equal to 0xffffffff at this point,
15160                          * because otherwise u32_max_value is 0xffffffff as well,
15161                          * in such a case both reg1 and reg2 would be constants,
15162                          * jump would be predicted and reg_set_min_max() won't
15163                          * be called.
15164                          *
15165                          * Same reasoning works for all {u,s}{min,max}{32,64} cases
15166                          * below.
15167                          */
15168                         if (reg1->u32_min_value == (u32)val)
15169                                 reg1->u32_min_value++;
15170                         if (reg1->u32_max_value == (u32)val)
15171                                 reg1->u32_max_value--;
15172                         if (reg1->s32_min_value == (s32)val)
15173                                 reg1->s32_min_value++;
15174                         if (reg1->s32_max_value == (s32)val)
15175                                 reg1->s32_max_value--;
15176                 } else {
15177                         if (reg1->umin_value == (u64)val)
15178                                 reg1->umin_value++;
15179                         if (reg1->umax_value == (u64)val)
15180                                 reg1->umax_value--;
15181                         if (reg1->smin_value == (s64)val)
15182                                 reg1->smin_value++;
15183                         if (reg1->smax_value == (s64)val)
15184                                 reg1->smax_value--;
15185                 }
15186                 break;
15187         case BPF_JSET:
15188                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
15189                         swap(reg1, reg2);
15190                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
15191                         break;
15192                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
15193                 /* BPF_JSET (i.e., TRUE branch, *not* BPF_JSET | BPF_X)
15194                  * requires single bit to learn something useful. E.g., if we
15195                  * know that `r1 & 0x3` is true, then which bits (0, 1, or both)
15196                  * are actually set? We can learn something definite only if
15197                  * it's a single-bit value to begin with.
15198                  *
15199                  * BPF_JSET | BPF_X (i.e., negation of BPF_JSET) doesn't have
15200                  * this restriction. I.e., !(r1 & 0x3) means neither bit 0 nor
15201                  * bit 1 is set, which we can readily use in adjustments.
15202                  */
15203                 if (!is_power_of_2(val))
15204                         break;
15205                 if (is_jmp32) {
15206                         t = tnum_or(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_const(val));
15207                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
15208                 } else {
15209                         reg1->var_off = tnum_or(reg1->var_off, tnum_const(val));
15210                 }
15211                 break;
15212         case BPF_JSET | BPF_X: /* reverse of BPF_JSET, see rev_opcode() */
15213                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
15214                         swap(reg1, reg2);
15215                 if (!is_reg_const(reg2, is_jmp32))
15216                         break;
15217                 val = reg_const_value(reg2, is_jmp32);
15218                 if (is_jmp32) {
15219                         t = tnum_and(tnum_subreg(reg1->var_off), tnum_const(~val));
15220                         reg1->var_off = tnum_with_subreg(reg1->var_off, t);
15221                 } else {
15222                         reg1->var_off = tnum_and(reg1->var_off, tnum_const(~val));
15223                 }
15224                 break;
15225         case BPF_JLE:
15226                 if (is_jmp32) {
15227                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value);
15228                         reg2->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value, reg2->u32_min_value);
15229                 } else {
15230                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value);
15231                         reg2->umin_value = max(reg1->umin_value, reg2->umin_value);
15232                 }
15233                 break;
15234         case BPF_JLT:
15235                 if (is_jmp32) {
15236                         reg1->u32_max_value = min(reg1->u32_max_value, reg2->u32_max_value - 1);
15237                         reg2->u32_min_value = max(reg1->u32_min_value + 1, reg2->u32_min_value);
15238                 } else {
15239                         reg1->umax_value = min(reg1->umax_value, reg2->umax_value - 1);
15240                         reg2->umin_value = max(reg1->umin_value + 1, reg2->umin_value);
15241                 }
15242                 break;
15243         case BPF_JSLE:
15244                 if (is_jmp32) {
15245                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value);
15246                         reg2->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value, reg2->s32_min_value);
15247                 } else {
15248                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value);
15249                         reg2->smin_value = max(reg1->smin_value, reg2->smin_value);
15250                 }
15251                 break;
15252         case BPF_JSLT:
15253                 if (is_jmp32) {
15254                         reg1->s32_max_value = min(reg1->s32_max_value, reg2->s32_max_value - 1);
15255                         reg2->s32_min_value = max(reg1->s32_min_value + 1, reg2->s32_min_value);
15256                 } else {
15257                         reg1->smax_value = min(reg1->smax_value, reg2->smax_value - 1);
15258                         reg2->smin_value = max(reg1->smin_value + 1, reg2->smin_value);
15259                 }
15260                 break;
15261         default:
15262                 return;
15263         }
15264 }
15265
15266 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg and
15267  * src_reg are both SCALAR_VALUE registers (or we are simply doing a BPF_K
15268  * check, in which case we have a fake SCALAR_VALUE representing insn->imm).
15269  * Technically we can do similar adjustments for pointers to the same object,
15270  * but we don't support that right now.
15271  */
15272 static int reg_set_min_max(struct bpf_verifier_env *env,
15273                            struct bpf_reg_state *true_reg1,
15274                            struct bpf_reg_state *true_reg2,
15275                            struct bpf_reg_state *false_reg1,
15276                            struct bpf_reg_state *false_reg2,
15277                            u8 opcode, bool is_jmp32)
15278 {
15279         int err;
15280
15281         /* If either register is a pointer, we can't learn anything about its
15282          * variable offset from the compare (unless they were a pointer into
15283          * the same object, but we don't bother with that).
15284          */
15285         if (false_reg1->type != SCALAR_VALUE || false_reg2->type != SCALAR_VALUE)
15286                 return 0;
15287
15288         /* fallthrough (FALSE) branch */
15289         regs_refine_cond_op(false_reg1, false_reg2, rev_opcode(opcode), is_jmp32);
15290         reg_bounds_sync(false_reg1);
15291         reg_bounds_sync(false_reg2);
15292
15293         /* jump (TRUE) branch */
15294         regs_refine_cond_op(true_reg1, true_reg2, opcode, is_jmp32);
15295         reg_bounds_sync(true_reg1);
15296         reg_bounds_sync(true_reg2);
15297
15298         err = reg_bounds_sanity_check(env, true_reg1, "true_reg1");
15299         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, true_reg2, "true_reg2");
15300         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, false_reg1, "false_reg1");
15301         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, false_reg2, "false_reg2");
15302         return err;
15303 }
15304
15305 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
15306                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
15307                                  bool is_null)
15308 {
15309         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
15310             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
15311                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
15312                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
15313                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
15314                  * convert the register.
15315                  *
15316                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
15317                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
15318                  * is fine to expect to see reg->off.
15319                  */
15320                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
15321                         return;
15322                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
15323                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
15324                         return;
15325
15326                 if (is_null) {
15327                         reg->type = SCALAR_VALUE;
15328                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
15329                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
15330                          * so that state pruning has chances to take effect.
15331                          */
15332                         reg->id = 0;
15333                         reg->ref_obj_id = 0;
15334
15335                         return;
15336                 }
15337
15338                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
15339
15340                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
15341                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
15342                          * in release_reference().
15343                          *
15344                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
15345                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
15346                          */
15347                         reg->id = 0;
15348                 }
15349         }
15350 }
15351
15352 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
15353  * be folded together at some point.
15354  */
15355 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
15356                                   bool is_null)
15357 {
15358         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
15359         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
15360         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
15361         u32 id = regs[regno].id;
15362
15363         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
15364                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
15365                  * No one could have freed the reference state before
15366                  * doing the NULL check.
15367                  */
15368                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
15369
15370         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
15371                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
15372         }));
15373 }
15374
15375 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
15376                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
15377                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
15378                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
15379                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
15380 {
15381         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
15382                 return false;
15383
15384         /* Pointers are always 64-bit. */
15385         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
15386                 return false;
15387
15388         switch (BPF_OP(insn->code)) {
15389         case BPF_JGT:
15390                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
15391                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
15392                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
15393                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
15394                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
15395                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
15396                                                dst_reg->type, false);
15397                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
15398                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
15399                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
15400                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
15401                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
15402                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
15403                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
15404                                                src_reg->type, true);
15405                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
15406                 } else {
15407                         return false;
15408                 }
15409                 break;
15410         case BPF_JLT:
15411                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
15412                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
15413                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
15414                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
15415                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
15416                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
15417                                                dst_reg->type, true);
15418                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
15419                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
15420                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
15421                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
15422                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
15423                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
15424                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
15425                                                src_reg->type, false);
15426                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
15427                 } else {
15428                         return false;
15429                 }
15430                 break;
15431         case BPF_JGE:
15432                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
15433                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
15434                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
15435                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
15436                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
15437                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
15438                                                dst_reg->type, true);
15439                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
15440                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
15441                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
15442                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
15443                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
15444                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
15445                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
15446                                                src_reg->type, false);
15447                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
15448                 } else {
15449                         return false;
15450                 }
15451                 break;
15452         case BPF_JLE:
15453                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
15454                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
15455                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
15456                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
15457                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
15458                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
15459                                                dst_reg->type, false);
15460                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
15461                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
15462                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
15463                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
15464                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
15465                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
15466                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
15467                                                src_reg->type, true);
15468                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
15469                 } else {
15470                         return false;
15471                 }
15472                 break;
15473         default:
15474                 return false;
15475         }
15476
15477         return true;
15478 }
15479
15480 static void __collect_linked_regs(struct linked_regs *reg_set, struct bpf_reg_state *reg,
15481                                   u32 id, u32 frameno, u32 spi_or_reg, bool is_reg)
15482 {
15483         struct linked_reg *e;
15484
15485         if (reg->type != SCALAR_VALUE || (reg->id & ~BPF_ADD_CONST) != id)
15486                 return;
15487
15488         e = linked_regs_push(reg_set);
15489         if (e) {
15490                 e->frameno = frameno;
15491                 e->is_reg = is_reg;
15492                 e->regno = spi_or_reg;
15493         } else {
15494                 reg->id = 0;
15495         }
15496 }
15497
15498 /* For all R being scalar registers or spilled scalar registers
15499  * in verifier state, save R in linked_regs if R->id == id.
15500  * If there are too many Rs sharing same id, reset id for leftover Rs.
15501  */
15502 static void collect_linked_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 id,
15503                                 struct linked_regs *linked_regs)
15504 {
15505         struct bpf_func_state *func;
15506         struct bpf_reg_state *reg;
15507         int i, j;
15508
15509         id = id & ~BPF_ADD_CONST;
15510         for (i = vstate->curframe; i >= 0; i--) {
15511                 func = vstate->frame[i];
15512                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
15513                         reg = &func->regs[j];
15514                         __collect_linked_regs(linked_regs, reg, id, i, j, true);
15515                 }
15516                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
15517                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
15518                                 continue;
15519                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
15520                         __collect_linked_regs(linked_regs, reg, id, i, j, false);
15521                 }
15522         }
15523 }
15524
15525 /* For all R in linked_regs, copy known_reg range into R
15526  * if R->id == known_reg->id.
15527  */
15528 static void sync_linked_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, struct bpf_reg_state *known_reg,
15529                              struct linked_regs *linked_regs)
15530 {
15531         struct bpf_reg_state fake_reg;
15532         struct bpf_reg_state *reg;
15533         struct linked_reg *e;
15534         int i;
15535
15536         for (i = 0; i < linked_regs->cnt; ++i) {
15537                 e = &linked_regs->entries[i];
15538                 reg = e->is_reg ? &vstate->frame[e->frameno]->regs[e->regno]
15539                                 : &vstate->frame[e->frameno]->stack[e->spi].spilled_ptr;
15540                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg == known_reg)
15541                         continue;
15542                 if ((reg->id & ~BPF_ADD_CONST) != (known_reg->id & ~BPF_ADD_CONST))
15543                         continue;
15544                 if ((!(reg->id & BPF_ADD_CONST) && !(known_reg->id & BPF_ADD_CONST)) ||
15545                     reg->off == known_reg->off) {
15546                         s32 saved_subreg_def = reg->subreg_def;
15547
15548                         copy_register_state(reg, known_reg);
15549                         reg->subreg_def = saved_subreg_def;
15550                 } else {
15551                         s32 saved_subreg_def = reg->subreg_def;
15552                         s32 saved_off = reg->off;
15553
15554                         fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
15555                         __mark_reg_known(&fake_reg, (s32)reg->off - (s32)known_reg->off);
15556
15557                         /* reg = known_reg; reg += delta */
15558                         copy_register_state(reg, known_reg);
15559                         /*
15560                          * Must preserve off, id and add_const flag,
15561                          * otherwise another sync_linked_regs() will be incorrect.
15562                          */
15563                         reg->off = saved_off;
15564                         reg->subreg_def = saved_subreg_def;
15565
15566                         scalar32_min_max_add(reg, &fake_reg);
15567                         scalar_min_max_add(reg, &fake_reg);
15568                         reg->var_off = tnum_add(reg->var_off, fake_reg.var_off);
15569                 }
15570         }
15571 }
15572
15573 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
15574                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
15575 {
15576         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
15577         struct bpf_verifier_state *other_branch;
15578         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
15579         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
15580         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
15581         struct linked_regs linked_regs = {};
15582         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
15583         bool is_jmp32;
15584         int pred = -1;
15585         int err;
15586
15587         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
15588         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JCOND) {
15589                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
15590                 return -EINVAL;
15591         }
15592
15593         if (opcode == BPF_JCOND) {
15594                 struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st, *prev_st;
15595                 int idx = *insn_idx;
15596
15597                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_JCOND) ||
15598                     insn->src_reg != BPF_MAY_GOTO ||
15599                     insn->dst_reg || insn->imm || insn->off == 0) {
15600                         verbose(env, "invalid may_goto off %d imm %d\n",
15601                                 insn->off, insn->imm);
15602                         return -EINVAL;
15603                 }
15604                 prev_st = find_prev_entry(env, cur_st->parent, idx);
15605
15606                 /* branch out 'fallthrough' insn as a new state to explore */
15607                 queued_st = push_stack(env, idx + 1, idx, false);
15608                 if (!queued_st)
15609                         return -ENOMEM;
15610
15611                 queued_st->may_goto_depth++;
15612                 if (prev_st)
15613                         widen_imprecise_scalars(env, prev_st, queued_st);
15614                 *insn_idx += insn->off;
15615                 return 0;
15616         }
15617
15618         /* check src2 operand */
15619         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
15620         if (err)
15621                 return err;
15622
15623         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
15624         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
15625                 if (insn->imm != 0) {
15626                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
15627                         return -EINVAL;
15628                 }
15629
15630                 /* check src1 operand */
15631                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
15632                 if (err)
15633                         return err;
15634
15635                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
15636                 if (!(reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) && reg_is_pkt_pointer_any(src_reg)) &&
15637                     is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
15638                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
15639                                 insn->src_reg);
15640                         return -EACCES;
15641                 }
15642         } else {
15643                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
15644                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
15645                         return -EINVAL;
15646                 }
15647                 src_reg = &env->fake_reg[0];
15648                 memset(src_reg, 0, sizeof(*src_reg));
15649                 src_reg->type = SCALAR_VALUE;
15650                 __mark_reg_known(src_reg, insn->imm);
15651         }
15652
15653         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
15654         pred = is_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode, is_jmp32);
15655         if (pred >= 0) {
15656                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
15657                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
15658                  */
15659                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
15660                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
15661                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
15662                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
15663                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
15664                 if (err)
15665                         return err;
15666         }
15667
15668         if (pred == 1) {
15669                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
15670                  * the fall-through branch for simulation under speculative
15671                  * execution.
15672                  */
15673                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
15674                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
15675                                                *insn_idx))
15676                         return -EFAULT;
15677                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15678                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15679                 *insn_idx += insn->off;
15680                 return 0;
15681         } else if (pred == 0) {
15682                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
15683                  * program will go. If needed, push the goto branch for
15684                  * simulation under speculative execution.
15685                  */
15686                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
15687                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
15688                                                *insn_idx + insn->off + 1,
15689                                                *insn_idx))
15690                         return -EFAULT;
15691                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15692                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15693                 return 0;
15694         }
15695
15696         /* Push scalar registers sharing same ID to jump history,
15697          * do this before creating 'other_branch', so that both
15698          * 'this_branch' and 'other_branch' share this history
15699          * if parent state is created.
15700          */
15701         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && src_reg->type == SCALAR_VALUE && src_reg->id)
15702                 collect_linked_regs(this_branch, src_reg->id, &linked_regs);
15703         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id)
15704                 collect_linked_regs(this_branch, dst_reg->id, &linked_regs);
15705         if (linked_regs.cnt > 1) {
15706                 err = push_insn_history(env, this_branch, 0, linked_regs_pack(&linked_regs));
15707                 if (err)
15708                         return err;
15709         }
15710
15711         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
15712                                   false);
15713         if (!other_branch)
15714                 return -EFAULT;
15715         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
15716
15717         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
15718                 err = reg_set_min_max(env,
15719                                       &other_branch_regs[insn->dst_reg],
15720                                       &other_branch_regs[insn->src_reg],
15721                                       dst_reg, src_reg, opcode, is_jmp32);
15722         } else /* BPF_SRC(insn->code) == BPF_K */ {
15723                 /* reg_set_min_max() can mangle the fake_reg. Make a copy
15724                  * so that these are two different memory locations. The
15725                  * src_reg is not used beyond here in context of K.
15726                  */
15727                 memcpy(&env->fake_reg[1], &env->fake_reg[0],
15728                        sizeof(env->fake_reg[0]));
15729                 err = reg_set_min_max(env,
15730                                       &other_branch_regs[insn->dst_reg],
15731                                       &env->fake_reg[0],
15732                                       dst_reg, &env->fake_reg[1],
15733                                       opcode, is_jmp32);
15734         }
15735         if (err)
15736                 return err;
15737
15738         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
15739             src_reg->type == SCALAR_VALUE && src_reg->id &&
15740             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
15741                 sync_linked_regs(this_branch, src_reg, &linked_regs);
15742                 sync_linked_regs(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg], &linked_regs);
15743         }
15744         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
15745             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
15746                 sync_linked_regs(this_branch, dst_reg, &linked_regs);
15747                 sync_linked_regs(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg], &linked_regs);
15748         }
15749
15750         /* if one pointer register is compared to another pointer
15751          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
15752          * E.g. register A - maybe null
15753          *      register B - not null
15754          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
15755          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
15756          *
15757          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
15758          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
15759          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
15760          * only propagate nullness when neither reg is that type.
15761          */
15762         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
15763             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
15764             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
15765             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
15766             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
15767                 eq_branch_regs = NULL;
15768                 switch (opcode) {
15769                 case BPF_JEQ:
15770                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
15771                         break;
15772                 case BPF_JNE:
15773                         eq_branch_regs = regs;
15774                         break;
15775                 default:
15776                         /* do nothing */
15777                         break;
15778                 }
15779                 if (eq_branch_regs) {
15780                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
15781                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
15782                         else
15783                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
15784                 }
15785         }
15786
15787         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
15788          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
15789          *       which will never be JMP32.
15790          */
15791         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
15792             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
15793             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
15794                 /* Mark all identical registers in each branch as either
15795                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
15796                  */
15797                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
15798                                       opcode == BPF_JNE);
15799                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
15800                                       opcode == BPF_JEQ);
15801         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
15802                                            this_branch, other_branch) &&
15803                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
15804                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
15805                         insn->dst_reg);
15806                 return -EACCES;
15807         }
15808         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
15809                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
15810         return 0;
15811 }
15812
15813 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
15814 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
15815 {
15816         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
15817         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
15818         struct bpf_reg_state *dst_reg;
15819         struct bpf_map *map;
15820         int err;
15821
15822         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
15823                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
15824                 return -EINVAL;
15825         }
15826         if (insn->off != 0) {
15827                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
15828                 return -EINVAL;
15829         }
15830
15831         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
15832         if (err)
15833                 return err;
15834
15835         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
15836         if (insn->src_reg == 0) {
15837                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
15838
15839                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
15840                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
15841                 return 0;
15842         }
15843
15844         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
15845          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
15846          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
15847          */
15848         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
15849
15850         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
15851                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
15852                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
15853                 case PTR_TO_MEM:
15854                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
15855                         break;
15856                 case PTR_TO_BTF_ID:
15857                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
15858                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
15859                         break;
15860                 default:
15861                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15862                         return -EFAULT;
15863                 }
15864                 return 0;
15865         }
15866
15867         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
15868                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15869                 u32 subprogno = find_subprog(env,
15870                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
15871
15872                 if (!aux->func_info) {
15873                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
15874                         return -EINVAL;
15875                 }
15876                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
15877                         verbose(env, "callback function not static\n");
15878                         return -EINVAL;
15879                 }
15880
15881                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
15882                 dst_reg->subprogno = subprogno;
15883                 return 0;
15884         }
15885
15886         map = env->used_maps[aux->map_index];
15887         dst_reg->map_ptr = map;
15888
15889         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
15890             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
15891                 if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_ARENA) {
15892                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
15893                         return 0;
15894                 }
15895                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
15896                 dst_reg->off = aux->map_off;
15897                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
15898                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
15899         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
15900                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
15901                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
15902         } else {
15903                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15904                 return -EINVAL;
15905         }
15906
15907         return 0;
15908 }
15909
15910 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
15911 {
15912         switch (type) {
15913         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
15914         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
15915         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
15916                 return true;
15917         default:
15918                 return false;
15919         }
15920 }
15921
15922 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
15923  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
15924  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
15925  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
15926  *
15927  * Implicit input:
15928  *   ctx == skb == R6 == CTX
15929  *
15930  * Explicit input:
15931  *   SRC == any register
15932  *   IMM == 32-bit immediate
15933  *
15934  * Output:
15935  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
15936  */
15937 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
15938 {
15939         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
15940         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
15941         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
15942         int i, err;
15943
15944         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
15945                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
15946                 return -EINVAL;
15947         }
15948
15949         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
15950                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15951                 return -EINVAL;
15952         }
15953
15954         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
15955             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
15956             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
15957                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
15958                 return -EINVAL;
15959         }
15960
15961         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
15962         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
15963         if (err)
15964                 return err;
15965
15966         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
15967          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
15968          * reference leak.
15969          */
15970         err = check_resource_leak(env, false, true, "BPF_LD_[ABS|IND]");
15971         if (err)
15972                 return err;
15973
15974         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
15975                 verbose(env,
15976                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
15977                 return -EINVAL;
15978         }
15979
15980         if (mode == BPF_IND) {
15981                 /* check explicit source operand */
15982                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
15983                 if (err)
15984                         return err;
15985         }
15986
15987         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
15988         if (err < 0)
15989                 return err;
15990
15991         /* reset caller saved regs to unreadable */
15992         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
15993                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
15994                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
15995         }
15996
15997         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
15998          * the value fetched from the packet.
15999          * Already marked as written above.
16000          */
16001         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
16002         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
16003         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
16004         return 0;
16005 }
16006
16007 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env, int regno, const char *reg_name)
16008 {
16009         const char *exit_ctx = "At program exit";
16010         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
16011         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
16012         struct bpf_reg_state *reg;
16013         struct bpf_retval_range range = retval_range(0, 1);
16014         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
16015         int err;
16016         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
16017         const bool is_subprog = frame->subprogno;
16018         bool return_32bit = false;
16019
16020         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
16021         if (!is_subprog || frame->in_exception_callback_fn) {
16022                 switch (prog_type) {
16023                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
16024                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
16025                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
16026                                 break;
16027                         fallthrough;
16028                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
16029                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
16030                                 return 0;
16031                         break;
16032                 default:
16033                         break;
16034                 }
16035         }
16036
16037         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
16038          * to return the value from eBPF program.
16039          * Make sure that it's readable at this time
16040          * of bpf_exit, which means that program wrote
16041          * something into it earlier
16042          */
16043         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
16044         if (err)
16045                 return err;
16046
16047         if (is_pointer_value(env, regno)) {
16048                 verbose(env, "R%d leaks addr as return value\n", regno);
16049                 return -EACCES;
16050         }
16051
16052         reg = cur_regs(env) + regno;
16053
16054         if (frame->in_async_callback_fn) {
16055                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
16056                 exit_ctx = "At async callback return";
16057                 range = retval_range(0, 0);
16058                 goto enforce_retval;
16059         }
16060
16061         if (is_subprog && !frame->in_exception_callback_fn) {
16062                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
16063                         verbose(env, "At subprogram exit the register R%d is not a scalar value (%s)\n",
16064                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
16065                         return -EINVAL;
16066                 }
16067                 return 0;
16068         }
16069
16070         switch (prog_type) {
16071         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
16072                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
16073                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
16074                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_RECVMSG ||
16075                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
16076                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
16077                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_GETPEERNAME ||
16078                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
16079                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME ||
16080                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UNIX_GETSOCKNAME)
16081                         range = retval_range(1, 1);
16082                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
16083                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
16084                         range = retval_range(0, 3);
16085                 break;
16086         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
16087                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
16088                         range = retval_range(0, 3);
16089                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
16090                 }
16091                 break;
16092         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
16093         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
16094         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
16095         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
16096         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
16097                 break;
16098         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16099                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
16100                         return 0;
16101                 range = retval_range(0, 0);
16102                 break;
16103         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
16104                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
16105                 case BPF_TRACE_FENTRY:
16106                 case BPF_TRACE_FEXIT:
16107                         range = retval_range(0, 0);
16108                         break;
16109                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
16110                 case BPF_MODIFY_RETURN:
16111                         return 0;
16112                 case BPF_TRACE_ITER:
16113                         break;
16114                 default:
16115                         return -ENOTSUPP;
16116                 }
16117                 break;
16118         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16119                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
16120                 case BPF_TRACE_KPROBE_SESSION:
16121                 case BPF_TRACE_UPROBE_SESSION:
16122                         range = retval_range(0, 1);
16123                         break;
16124                 default:
16125                         return 0;
16126                 }
16127                 break;
16128         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
16129                 range = retval_range(SK_DROP, SK_PASS);
16130                 break;
16131
16132         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
16133                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
16134                         /* no range found, any return value is allowed */
16135                         if (!get_func_retval_range(env->prog, &range))
16136                                 return 0;
16137                         /* no restricted range, any return value is allowed */
16138                         if (range.minval == S32_MIN && range.maxval == S32_MAX)
16139                                 return 0;
16140                         return_32bit = true;
16141                 } else if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
16142                         /* Make sure programs that attach to void
16143                          * hooks don't try to modify return value.
16144                          */
16145                         range = retval_range(1, 1);
16146                 }
16147                 break;
16148
16149         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
16150                 range = retval_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
16151                 break;
16152         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
16153                 /* freplace program can return anything as its return value
16154                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
16155                  */
16156         default:
16157                 return 0;
16158         }
16159
16160 enforce_retval:
16161         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
16162                 verbose(env, "%s the register R%d is not a known value (%s)\n",
16163                         exit_ctx, regno, reg_type_str(env, reg->type));
16164                 return -EINVAL;
16165         }
16166
16167         err = mark_chain_precision(env, regno);
16168         if (err)
16169                 return err;
16170
16171         if (!retval_range_within(range, reg, return_32bit)) {
16172                 verbose_invalid_scalar(env, reg, range, exit_ctx, reg_name);
16173                 if (!is_subprog &&
16174                     prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
16175                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
16176                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
16177                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
16178                 return -EINVAL;
16179         }
16180
16181         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
16182             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
16183                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
16184         return 0;
16185 }
16186
16187 static void mark_subprog_changes_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env, int off)
16188 {
16189         struct bpf_subprog_info *subprog;
16190
16191         subprog = find_containing_subprog(env, off);
16192         subprog->changes_pkt_data = true;
16193 }
16194
16195 /* 't' is an index of a call-site.
16196  * 'w' is a callee entry point.
16197  * Eventually this function would be called when env->cfg.insn_state[w] == EXPLORED.
16198  * Rely on DFS traversal order and absence of recursive calls to guarantee that
16199  * callee's change_pkt_data marks would be correct at that moment.
16200  */
16201 static void merge_callee_effects(struct bpf_verifier_env *env, int t, int w)
16202 {
16203         struct bpf_subprog_info *caller, *callee;
16204
16205         caller = find_containing_subprog(env, t);
16206         callee = find_containing_subprog(env, w);
16207         caller->changes_pkt_data |= callee->changes_pkt_data;
16208 }
16209
16210 /* non-recursive DFS pseudo code
16211  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
16212  * 2      label v as discovered
16213  * 3      let S be a stack
16214  * 4      S.push(v)
16215  * 5      while S is not empty
16216  * 6            t <- S.peek()
16217  * 7            if t is what we're looking for:
16218  * 8                return t
16219  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
16220  * 10               if edge e is already labelled
16221  * 11                   continue with the next edge
16222  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
16223  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
16224  * 14                   label e as tree-edge
16225  * 15                   label w as discovered
16226  * 16                   S.push(w)
16227  * 17                   continue at 5
16228  * 18               else if vertex w is discovered
16229  * 19                   label e as back-edge
16230  * 20               else
16231  * 21                   // vertex w is explored
16232  * 22                   label e as forward- or cross-edge
16233  * 23           label t as explored
16234  * 24           S.pop()
16235  *
16236  * convention:
16237  * 0x10 - discovered
16238  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
16239  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
16240  * 0x20 - explored
16241  */
16242
16243 enum {
16244         DISCOVERED = 0x10,
16245         EXPLORED = 0x20,
16246         FALLTHROUGH = 1,
16247         BRANCH = 2,
16248 };
16249
16250 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
16251 {
16252         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
16253 }
16254
16255 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16256 {
16257         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
16258 }
16259
16260 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
16261 {
16262         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
16263 }
16264
16265 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16266 {
16267         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
16268 }
16269
16270 static void mark_calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
16271 {
16272         env->insn_aux_data[idx].calls_callback = true;
16273 }
16274
16275 static bool calls_callback(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16276 {
16277         return env->insn_aux_data[insn_idx].calls_callback;
16278 }
16279
16280 enum {
16281         DONE_EXPLORING = 0,
16282         KEEP_EXPLORING = 1,
16283 };
16284
16285 /* t, w, e - match pseudo-code above:
16286  * t - index of current instruction
16287  * w - next instruction
16288  * e - edge
16289  */
16290 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env)
16291 {
16292         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
16293         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
16294
16295         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
16296                 return DONE_EXPLORING;
16297
16298         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
16299                 return DONE_EXPLORING;
16300
16301         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
16302                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
16303                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
16304                 return -EINVAL;
16305         }
16306
16307         if (e == BRANCH) {
16308                 /* mark branch target for state pruning */
16309                 mark_prune_point(env, w);
16310                 mark_jmp_point(env, w);
16311         }
16312
16313         if (insn_state[w] == 0) {
16314                 /* tree-edge */
16315                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
16316                 insn_state[w] = DISCOVERED;
16317                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
16318                         return -E2BIG;
16319                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
16320                 return KEEP_EXPLORING;
16321         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
16322                 if (env->bpf_capable)
16323                         return DONE_EXPLORING;
16324                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
16325                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
16326                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
16327                 return -EINVAL;
16328         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
16329                 /* forward- or cross-edge */
16330                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
16331         } else {
16332                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
16333                 return -EFAULT;
16334         }
16335         return DONE_EXPLORING;
16336 }
16337
16338 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
16339                                 struct bpf_verifier_env *env,
16340                                 bool visit_callee)
16341 {
16342         int ret, insn_sz;
16343         int w;
16344
16345         insn_sz = bpf_is_ldimm64(&insns[t]) ? 2 : 1;
16346         ret = push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
16347         if (ret)
16348                 return ret;
16349
16350         mark_prune_point(env, t + insn_sz);
16351         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
16352         mark_jmp_point(env, t + insn_sz);
16353
16354         if (visit_callee) {
16355                 w = t + insns[t].imm + 1;
16356                 mark_prune_point(env, t);
16357                 merge_callee_effects(env, t, w);
16358                 ret = push_insn(t, w, BRANCH, env);
16359         }
16360         return ret;
16361 }
16362
16363 /* Bitmask with 1s for all caller saved registers */
16364 #define ALL_CALLER_SAVED_REGS ((1u << CALLER_SAVED_REGS) - 1)
16365
16366 /* Return a bitmask specifying which caller saved registers are
16367  * clobbered by a call to a helper *as if* this helper follows
16368  * bpf_fastcall contract:
16369  * - includes R0 if function is non-void;
16370  * - includes R1-R5 if corresponding parameter has is described
16371  *   in the function prototype.
16372  */
16373 static u32 helper_fastcall_clobber_mask(const struct bpf_func_proto *fn)
16374 {
16375         u32 mask;
16376         int i;
16377
16378         mask = 0;
16379         if (fn->ret_type != RET_VOID)
16380                 mask |= BIT(BPF_REG_0);
16381         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); ++i)
16382                 if (fn->arg_type[i] != ARG_DONTCARE)
16383                         mask |= BIT(BPF_REG_1 + i);
16384         return mask;
16385 }
16386
16387 /* True if do_misc_fixups() replaces calls to helper number 'imm',
16388  * replacement patch is presumed to follow bpf_fastcall contract
16389  * (see mark_fastcall_pattern_for_call() below).
16390  */
16391 static bool verifier_inlines_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, s32 imm)
16392 {
16393         switch (imm) {
16394 #ifdef CONFIG_X86_64
16395         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
16396                 return env->prog->jit_requested && bpf_jit_supports_percpu_insn();
16397 #endif
16398         default:
16399                 return false;
16400         }
16401 }
16402
16403 /* Same as helper_fastcall_clobber_mask() but for kfuncs, see comment above */
16404 static u32 kfunc_fastcall_clobber_mask(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
16405 {
16406         u32 vlen, i, mask;
16407
16408         vlen = btf_type_vlen(meta->func_proto);
16409         mask = 0;
16410         if (!btf_type_is_void(btf_type_by_id(meta->btf, meta->func_proto->type)))
16411                 mask |= BIT(BPF_REG_0);
16412         for (i = 0; i < vlen; ++i)
16413                 mask |= BIT(BPF_REG_1 + i);
16414         return mask;
16415 }
16416
16417 /* Same as verifier_inlines_helper_call() but for kfuncs, see comment above */
16418 static bool is_fastcall_kfunc_call(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
16419 {
16420         return meta->kfunc_flags & KF_FASTCALL;
16421 }
16422
16423 /* LLVM define a bpf_fastcall function attribute.
16424  * This attribute means that function scratches only some of
16425  * the caller saved registers defined by ABI.
16426  * For BPF the set of such registers could be defined as follows:
16427  * - R0 is scratched only if function is non-void;
16428  * - R1-R5 are scratched only if corresponding parameter type is defined
16429  *   in the function prototype.
16430  *
16431  * The contract between kernel and clang allows to simultaneously use
16432  * such functions and maintain backwards compatibility with old
16433  * kernels that don't understand bpf_fastcall calls:
16434  *
16435  * - for bpf_fastcall calls clang allocates registers as-if relevant r0-r5
16436  *   registers are not scratched by the call;
16437  *
16438  * - as a post-processing step, clang visits each bpf_fastcall call and adds
16439  *   spill/fill for every live r0-r5;
16440  *
16441  * - stack offsets used for the spill/fill are allocated as lowest
16442  *   stack offsets in whole function and are not used for any other
16443  *   purposes;
16444  *
16445  * - when kernel loads a program, it looks for such patterns
16446  *   (bpf_fastcall function surrounded by spills/fills) and checks if
16447  *   spill/fill stack offsets are used exclusively in fastcall patterns;
16448  *
16449  * - if so, and if verifier or current JIT inlines the call to the
16450  *   bpf_fastcall function (e.g. a helper call), kernel removes unnecessary
16451  *   spill/fill pairs;
16452  *
16453  * - when old kernel loads a program, presence of spill/fill pairs
16454  *   keeps BPF program valid, albeit slightly less efficient.
16455  *
16456  * For example:
16457  *
16458  *   r1 = 1;
16459  *   r2 = 2;
16460  *   *(u64 *)(r10 - 8)  = r1;            r1 = 1;
16461  *   *(u64 *)(r10 - 16) = r2;            r2 = 2;
16462  *   call %[to_be_inlined]         -->   call %[to_be_inlined]
16463  *   r2 = *(u64 *)(r10 - 16);            r0 = r1;
16464  *   r1 = *(u64 *)(r10 - 8);             r0 += r2;
16465  *   r0 = r1;                            exit;
16466  *   r0 += r2;
16467  *   exit;
16468  *
16469  * The purpose of mark_fastcall_pattern_for_call is to:
16470  * - look for such patterns;
16471  * - mark spill and fill instructions in env->insn_aux_data[*].fastcall_pattern;
16472  * - mark set env->insn_aux_data[*].fastcall_spills_num for call instruction;
16473  * - update env->subprog_info[*]->fastcall_stack_off to find an offset
16474  *   at which bpf_fastcall spill/fill stack slots start;
16475  * - update env->subprog_info[*]->keep_fastcall_stack.
16476  *
16477  * The .fastcall_pattern and .fastcall_stack_off are used by
16478  * check_fastcall_stack_contract() to check if every stack access to
16479  * fastcall spill/fill stack slot originates from spill/fill
16480  * instructions, members of fastcall patterns.
16481  *
16482  * If such condition holds true for a subprogram, fastcall patterns could
16483  * be rewritten by remove_fastcall_spills_fills().
16484  * Otherwise bpf_fastcall patterns are not changed in the subprogram
16485  * (code, presumably, generated by an older clang version).
16486  *
16487  * For example, it is *not* safe to remove spill/fill below:
16488  *
16489  *   r1 = 1;
16490  *   *(u64 *)(r10 - 8)  = r1;            r1 = 1;
16491  *   call %[to_be_inlined]         -->   call %[to_be_inlined]
16492  *   r1 = *(u64 *)(r10 - 8);             r0 = *(u64 *)(r10 - 8);  <---- wrong !!!
16493  *   r0 = *(u64 *)(r10 - 8);             r0 += r1;
16494  *   r0 += r1;                           exit;
16495  *   exit;
16496  */
16497 static void mark_fastcall_pattern_for_call(struct bpf_verifier_env *env,
16498                                            struct bpf_subprog_info *subprog,
16499                                            int insn_idx, s16 lowest_off)
16500 {
16501         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *stx, *ldx;
16502         struct bpf_insn *call = &env->prog->insnsi[insn_idx];
16503         const struct bpf_func_proto *fn;
16504         u32 clobbered_regs_mask = ALL_CALLER_SAVED_REGS;
16505         u32 expected_regs_mask;
16506         bool can_be_inlined = false;
16507         s16 off;
16508         int i;
16509
16510         if (bpf_helper_call(call)) {
16511                 if (get_helper_proto(env, call->imm, &fn) < 0)
16512                         /* error would be reported later */
16513                         return;
16514                 clobbered_regs_mask = helper_fastcall_clobber_mask(fn);
16515                 can_be_inlined = fn->allow_fastcall &&
16516                                  (verifier_inlines_helper_call(env, call->imm) ||
16517                                   bpf_jit_inlines_helper_call(call->imm));
16518         }
16519
16520         if (bpf_pseudo_kfunc_call(call)) {
16521                 struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
16522                 int err;
16523
16524                 err = fetch_kfunc_meta(env, call, &meta, NULL);
16525                 if (err < 0)
16526                         /* error would be reported later */
16527                         return;
16528
16529                 clobbered_regs_mask = kfunc_fastcall_clobber_mask(&meta);
16530                 can_be_inlined = is_fastcall_kfunc_call(&meta);
16531         }
16532
16533         if (clobbered_regs_mask == ALL_CALLER_SAVED_REGS)
16534                 return;
16535
16536         /* e.g. if helper call clobbers r{0,1}, expect r{2,3,4,5} in the pattern */
16537         expected_regs_mask = ~clobbered_regs_mask & ALL_CALLER_SAVED_REGS;
16538
16539         /* match pairs of form:
16540          *
16541          * *(u64 *)(r10 - Y) = rX   (where Y % 8 == 0)
16542          * ...
16543          * call %[to_be_inlined]
16544          * ...
16545          * rX = *(u64 *)(r10 - Y)
16546          */
16547         for (i = 1, off = lowest_off; i <= ARRAY_SIZE(caller_saved); ++i, off += BPF_REG_SIZE) {
16548                 if (insn_idx - i < 0 || insn_idx + i >= env->prog->len)
16549                         break;
16550                 stx = &insns[insn_idx - i];
16551                 ldx = &insns[insn_idx + i];
16552                 /* must be a stack spill/fill pair */
16553                 if (stx->code != (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
16554                     ldx->code != (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
16555                     stx->dst_reg != BPF_REG_10 ||
16556                     ldx->src_reg != BPF_REG_10)
16557                         break;
16558                 /* must be a spill/fill for the same reg */
16559                 if (stx->src_reg != ldx->dst_reg)
16560                         break;
16561                 /* must be one of the previously unseen registers */
16562                 if ((BIT(stx->src_reg) & expected_regs_mask) == 0)
16563                         break;
16564                 /* must be a spill/fill for the same expected offset,
16565                  * no need to check offset alignment, BPF_DW stack access
16566                  * is always 8-byte aligned.
16567                  */
16568                 if (stx->off != off || ldx->off != off)
16569                         break;
16570                 expected_regs_mask &= ~BIT(stx->src_reg);
16571                 env->insn_aux_data[insn_idx - i].fastcall_pattern = 1;
16572                 env->insn_aux_data[insn_idx + i].fastcall_pattern = 1;
16573         }
16574         if (i == 1)
16575                 return;
16576
16577         /* Conditionally set 'fastcall_spills_num' to allow forward
16578          * compatibility when more helper functions are marked as
16579          * bpf_fastcall at compile time than current kernel supports, e.g:
16580          *
16581          *   1: *(u64 *)(r10 - 8) = r1
16582          *   2: call A                  ;; assume A is bpf_fastcall for current kernel
16583          *   3: r1 = *(u64 *)(r10 - 8)
16584          *   4: *(u64 *)(r10 - 8) = r1
16585          *   5: call B                  ;; assume B is not bpf_fastcall for current kernel
16586          *   6: r1 = *(u64 *)(r10 - 8)
16587          *
16588          * There is no need to block bpf_fastcall rewrite for such program.
16589          * Set 'fastcall_pattern' for both calls to keep check_fastcall_stack_contract() happy,
16590          * don't set 'fastcall_spills_num' for call B so that remove_fastcall_spills_fills()
16591          * does not remove spill/fill pair {4,6}.
16592          */
16593         if (can_be_inlined)
16594                 env->insn_aux_data[insn_idx].fastcall_spills_num = i - 1;
16595         else
16596                 subprog->keep_fastcall_stack = 1;
16597         subprog->fastcall_stack_off = min(subprog->fastcall_stack_off, off);
16598 }
16599
16600 static int mark_fastcall_patterns(struct bpf_verifier_env *env)
16601 {
16602         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
16603         struct bpf_insn *insn;
16604         s16 lowest_off;
16605         int s, i;
16606
16607         for (s = 0; s < env->subprog_cnt; ++s, ++subprog) {
16608                 /* find lowest stack spill offset used in this subprog */
16609                 lowest_off = 0;
16610                 for (i = subprog->start; i < (subprog + 1)->start; ++i) {
16611                         insn = env->prog->insnsi + i;
16612                         if (insn->code != (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
16613                             insn->dst_reg != BPF_REG_10)
16614                                 continue;
16615                         lowest_off = min(lowest_off, insn->off);
16616                 }
16617                 /* use this offset to find fastcall patterns */
16618                 for (i = subprog->start; i < (subprog + 1)->start; ++i) {
16619                         insn = env->prog->insnsi + i;
16620                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
16621                                 continue;
16622                         mark_fastcall_pattern_for_call(env, subprog, i, lowest_off);
16623                 }
16624         }
16625         return 0;
16626 }
16627
16628 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
16629  *  < 0 - an error occurred
16630  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
16631  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
16632  */
16633 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
16634 {
16635         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
16636         int ret, off, insn_sz;
16637
16638         if (bpf_pseudo_func(insn))
16639                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
16640
16641         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
16642         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
16643             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32) {
16644                 insn_sz = bpf_is_ldimm64(insn) ? 2 : 1;
16645                 return push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
16646         }
16647
16648         switch (BPF_OP(insn->code)) {
16649         case BPF_EXIT:
16650                 return DONE_EXPLORING;
16651
16652         case BPF_CALL:
16653                 if (is_async_callback_calling_insn(insn))
16654                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
16655                          * is_state_visited() check before call itself is
16656                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
16657                          * async state will be pushed for further exploration.
16658                          */
16659                         mark_prune_point(env, t);
16660                 /* For functions that invoke callbacks it is not known how many times
16661                  * callback would be called. Verifier models callback calling functions
16662                  * by repeatedly visiting callback bodies and returning to origin call
16663                  * instruction.
16664                  * In order to stop such iteration verifier needs to identify when a
16665                  * state identical some state from a previous iteration is reached.
16666                  * Check below forces creation of checkpoint before callback calling
16667                  * instruction to allow search for such identical states.
16668                  */
16669                 if (is_sync_callback_calling_insn(insn)) {
16670                         mark_calls_callback(env, t);
16671                         mark_force_checkpoint(env, t);
16672                         mark_prune_point(env, t);
16673                         mark_jmp_point(env, t);
16674                 }
16675                 if (bpf_helper_call(insn) && bpf_helper_changes_pkt_data(insn->imm))
16676                         mark_subprog_changes_pkt_data(env, t);
16677                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
16678                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
16679
16680                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
16681                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
16682                                 mark_prune_point(env, t);
16683                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
16684                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
16685                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
16686                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
16687                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
16688                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
16689                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
16690                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
16691                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
16692                                  * exhausting memory.
16693                                  */
16694                                 mark_force_checkpoint(env, t);
16695                         }
16696                 }
16697                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
16698
16699         case BPF_JA:
16700                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
16701                         return -EINVAL;
16702
16703                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP)
16704                         off = insn->off;
16705                 else
16706                         off = insn->imm;
16707
16708                 /* unconditional jump with single edge */
16709                 ret = push_insn(t, t + off + 1, FALLTHROUGH, env);
16710                 if (ret)
16711                         return ret;
16712
16713                 mark_prune_point(env, t + off + 1);
16714                 mark_jmp_point(env, t + off + 1);
16715
16716                 return ret;
16717
16718         default:
16719                 /* conditional jump with two edges */
16720                 mark_prune_point(env, t);
16721                 if (is_may_goto_insn(insn))
16722                         mark_force_checkpoint(env, t);
16723
16724                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
16725                 if (ret)
16726                         return ret;
16727
16728                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env);
16729         }
16730 }
16731
16732 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
16733  * loop == back-edge in directed graph
16734  */
16735 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
16736 {
16737         int insn_cnt = env->prog->len;
16738         int *insn_stack, *insn_state;
16739         int ex_insn_beg, i, ret = 0;
16740         bool ex_done = false;
16741
16742         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
16743         if (!insn_state)
16744                 return -ENOMEM;
16745
16746         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
16747         if (!insn_stack) {
16748                 kvfree(insn_state);
16749                 return -ENOMEM;
16750         }
16751
16752         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
16753         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
16754         env->cfg.cur_stack = 1;
16755
16756 walk_cfg:
16757         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
16758                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
16759
16760                 ret = visit_insn(t, env);
16761                 switch (ret) {
16762                 case DONE_EXPLORING:
16763                         insn_state[t] = EXPLORED;
16764                         env->cfg.cur_stack--;
16765                         break;
16766                 case KEEP_EXPLORING:
16767                         break;
16768                 default:
16769                         if (ret > 0) {
16770                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
16771                                 ret = -EFAULT;
16772                         }
16773                         goto err_free;
16774                 }
16775         }
16776
16777         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
16778                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
16779                 ret = -EFAULT;
16780                 goto err_free;
16781         }
16782
16783         if (env->exception_callback_subprog && !ex_done) {
16784                 ex_insn_beg = env->subprog_info[env->exception_callback_subprog].start;
16785
16786                 insn_state[ex_insn_beg] = DISCOVERED;
16787                 insn_stack[0] = ex_insn_beg;
16788                 env->cfg.cur_stack = 1;
16789                 ex_done = true;
16790                 goto walk_cfg;
16791         }
16792
16793         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
16794                 struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[i];
16795
16796                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
16797                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
16798                         ret = -EINVAL;
16799                         goto err_free;
16800                 }
16801                 if (bpf_is_ldimm64(insn)) {
16802                         if (insn_state[i + 1] != 0) {
16803                                 verbose(env, "jump into the middle of ldimm64 insn %d\n", i);
16804                                 ret = -EINVAL;
16805                                 goto err_free;
16806                         }
16807                         i++; /* skip second half of ldimm64 */
16808                 }
16809         }
16810         ret = 0; /* cfg looks good */
16811         env->prog->aux->changes_pkt_data = env->subprog_info[0].changes_pkt_data;
16812
16813 err_free:
16814         kvfree(insn_state);
16815         kvfree(insn_stack);
16816         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
16817         return ret;
16818 }
16819
16820 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
16821 {
16822         int i;
16823
16824         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
16825                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
16826                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
16827                         return -EINVAL;
16828                 }
16829                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
16830                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
16831                         return -EINVAL;
16832                 }
16833         }
16834         return 0;
16835 }
16836
16837 /* The minimum supported BTF func info size */
16838 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
16839 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
16840
16841 static int check_btf_func_early(struct bpf_verifier_env *env,
16842                                 const union bpf_attr *attr,
16843                                 bpfptr_t uattr)
16844 {
16845         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
16846         const struct btf_type *type, *func_proto;
16847         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
16848         struct bpf_func_info *krecord;
16849         struct bpf_prog *prog;
16850         const struct btf *btf;
16851         u32 prev_offset = 0;
16852         bpfptr_t urecord;
16853         int ret = -ENOMEM;
16854
16855         nfuncs = attr->func_info_cnt;
16856         if (!nfuncs) {
16857                 if (check_abnormal_return(env))
16858                         return -EINVAL;
16859                 return 0;
16860         }
16861
16862         urec_size = attr->func_info_rec_size;
16863         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
16864             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
16865             urec_size % sizeof(u32)) {
16866                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
16867                 return -EINVAL;
16868         }
16869
16870         prog = env->prog;
16871         btf = prog->aux->btf;
16872
16873         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
16874         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
16875
16876         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
16877         if (!krecord)
16878                 return -ENOMEM;
16879
16880         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
16881                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
16882                 if (ret) {
16883                         if (ret == -E2BIG) {
16884                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
16885                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
16886                                  * out the rest of the record.
16887                                  */
16888                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
16889                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
16890                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
16891                                         ret = -EFAULT;
16892                         }
16893                         goto err_free;
16894                 }
16895
16896                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
16897                         ret = -EFAULT;
16898                         goto err_free;
16899                 }
16900
16901                 /* check insn_off */
16902                 ret = -EINVAL;
16903                 if (i == 0) {
16904                         if (krecord[i].insn_off) {
16905                                 verbose(env,
16906                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
16907                                         krecord[i].insn_off);
16908                                 goto err_free;
16909                         }
16910                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
16911                         verbose(env,
16912                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
16913                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
16914                         goto err_free;
16915                 }
16916
16917                 /* check type_id */
16918                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
16919                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
16920                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
16921                                 krecord[i].type_id);
16922                         goto err_free;
16923                 }
16924
16925                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
16926                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
16927                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
16928                         goto err_free;
16929
16930                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
16931                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
16932         }
16933
16934         prog->aux->func_info = krecord;
16935         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
16936         return 0;
16937
16938 err_free:
16939         kvfree(krecord);
16940         return ret;
16941 }
16942
16943 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
16944                           const union bpf_attr *attr,
16945                           bpfptr_t uattr)
16946 {
16947         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
16948         u32 i, nfuncs, urec_size;
16949         struct bpf_func_info *krecord;
16950         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
16951         struct bpf_prog *prog;
16952         const struct btf *btf;
16953         bpfptr_t urecord;
16954         bool scalar_return;
16955         int ret = -ENOMEM;
16956
16957         nfuncs = attr->func_info_cnt;
16958         if (!nfuncs) {
16959                 if (check_abnormal_return(env))
16960                         return -EINVAL;
16961                 return 0;
16962         }
16963         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
16964                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
16965                 return -EINVAL;
16966         }
16967
16968         urec_size = attr->func_info_rec_size;
16969
16970         prog = env->prog;
16971         btf = prog->aux->btf;
16972
16973         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
16974
16975         krecord = prog->aux->func_info;
16976         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
16977         if (!info_aux)
16978                 return -ENOMEM;
16979
16980         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
16981                 /* check insn_off */
16982                 ret = -EINVAL;
16983
16984                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
16985                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
16986                         goto err_free;
16987                 }
16988
16989                 /* Already checked type_id */
16990                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
16991                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
16992                 /* Already checked func_proto */
16993                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
16994
16995                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
16996                 scalar_return =
16997                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
16998                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
16999                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
17000                         goto err_free;
17001                 }
17002                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
17003                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
17004                         goto err_free;
17005                 }
17006
17007                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
17008         }
17009
17010         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
17011         return 0;
17012
17013 err_free:
17014         kfree(info_aux);
17015         return ret;
17016 }
17017
17018 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
17019 {
17020         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17021         int i;
17022
17023         if (!aux->func_info)
17024                 return;
17025
17026         /* func_info is not available for hidden subprogs */
17027         for (i = 0; i < env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt; i++)
17028                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
17029 }
17030
17031 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
17032 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
17033
17034 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
17035                           const union bpf_attr *attr,
17036                           bpfptr_t uattr)
17037 {
17038         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
17039         struct bpf_subprog_info *sub;
17040         struct bpf_line_info *linfo;
17041         struct bpf_prog *prog;
17042         const struct btf *btf;
17043         bpfptr_t ulinfo;
17044         int err;
17045
17046         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
17047         if (!nr_linfo)
17048                 return 0;
17049         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
17050                 return -EINVAL;
17051
17052         rec_size = attr->line_info_rec_size;
17053         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
17054             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
17055             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
17056                 return -EINVAL;
17057
17058         /* Need to zero it in case the userspace may
17059          * pass in a smaller bpf_line_info object.
17060          */
17061         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
17062                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
17063         if (!linfo)
17064                 return -ENOMEM;
17065
17066         prog = env->prog;
17067         btf = prog->aux->btf;
17068
17069         s = 0;
17070         sub = env->subprog_info;
17071         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
17072         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
17073         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
17074         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
17075                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
17076                 if (err) {
17077                         if (err == -E2BIG) {
17078                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
17079                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
17080                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
17081                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
17082                                         err = -EFAULT;
17083                         }
17084                         goto err_free;
17085                 }
17086
17087                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
17088                         err = -EFAULT;
17089                         goto err_free;
17090                 }
17091
17092                 /*
17093                  * Check insn_off to ensure
17094                  * 1) strictly increasing AND
17095                  * 2) bounded by prog->len
17096                  *
17097                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
17098                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
17099                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
17100                  * first sub also and the first sub must have
17101                  * subprog_info[0].start == 0.
17102                  */
17103                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
17104                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
17105                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
17106                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
17107                                 prog->len);
17108                         err = -EINVAL;
17109                         goto err_free;
17110                 }
17111
17112                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
17113                         verbose(env,
17114                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
17115                                 i);
17116                         err = -EINVAL;
17117                         goto err_free;
17118                 }
17119
17120                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
17121                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
17122                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
17123                         err = -EINVAL;
17124                         goto err_free;
17125                 }
17126
17127                 if (s != env->subprog_cnt) {
17128                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
17129                                 sub[s].linfo_idx = i;
17130                                 s++;
17131                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
17132                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
17133                                 err = -EINVAL;
17134                                 goto err_free;
17135                         }
17136                 }
17137
17138                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
17139                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
17140         }
17141
17142         if (s != env->subprog_cnt) {
17143                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
17144                         env->subprog_cnt - s, s);
17145                 err = -EINVAL;
17146                 goto err_free;
17147         }
17148
17149         prog->aux->linfo = linfo;
17150         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
17151
17152         return 0;
17153
17154 err_free:
17155         kvfree(linfo);
17156         return err;
17157 }
17158
17159 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
17160 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
17161
17162 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
17163                            const union bpf_attr *attr,
17164                            bpfptr_t uattr)
17165 {
17166         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
17167         struct bpf_core_relo core_relo = {};
17168         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17169         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
17170         struct bpf_core_ctx ctx = {
17171                 .log = &env->log,
17172                 .btf = btf,
17173         };
17174         bpfptr_t u_core_relo;
17175         int err;
17176
17177         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
17178         if (!nr_core_relo)
17179                 return 0;
17180         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
17181                 return -EINVAL;
17182
17183         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
17184         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
17185             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
17186             rec_size % sizeof(u32))
17187                 return -EINVAL;
17188
17189         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
17190         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
17191         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
17192
17193         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
17194          * relocation record one at a time.
17195          */
17196         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
17197                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
17198                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
17199                 if (err) {
17200                         if (err == -E2BIG) {
17201                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
17202                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
17203                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
17204                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
17205                                         err = -EFAULT;
17206                         }
17207                         break;
17208                 }
17209
17210                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
17211                         err = -EFAULT;
17212                         break;
17213                 }
17214
17215                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
17216                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
17217                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
17218                         err = -EINVAL;
17219                         break;
17220                 }
17221
17222                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
17223                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
17224                 if (err)
17225                         break;
17226                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
17227         }
17228         return err;
17229 }
17230
17231 static int check_btf_info_early(struct bpf_verifier_env *env,
17232                                 const union bpf_attr *attr,
17233                                 bpfptr_t uattr)
17234 {
17235         struct btf *btf;
17236         int err;
17237
17238         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
17239                 if (check_abnormal_return(env))
17240                         return -EINVAL;
17241                 return 0;
17242         }
17243
17244         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
17245         if (IS_ERR(btf))
17246                 return PTR_ERR(btf);
17247         if (btf_is_kernel(btf)) {
17248                 btf_put(btf);
17249                 return -EACCES;
17250         }
17251         env->prog->aux->btf = btf;
17252
17253         err = check_btf_func_early(env, attr, uattr);
17254         if (err)
17255                 return err;
17256         return 0;
17257 }
17258
17259 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
17260                           const union bpf_attr *attr,
17261                           bpfptr_t uattr)
17262 {
17263         int err;
17264
17265         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
17266                 if (check_abnormal_return(env))
17267                         return -EINVAL;
17268                 return 0;
17269         }
17270
17271         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
17272         if (err)
17273                 return err;
17274
17275         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
17276         if (err)
17277                 return err;
17278
17279         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
17280         if (err)
17281                 return err;
17282
17283         return 0;
17284 }
17285
17286 /* check %cur's range satisfies %old's */
17287 static bool range_within(const struct bpf_reg_state *old,
17288                          const struct bpf_reg_state *cur)
17289 {
17290         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
17291                old->umax_value >= cur->umax_value &&
17292                old->smin_value <= cur->smin_value &&
17293                old->smax_value >= cur->smax_value &&
17294                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
17295                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
17296                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
17297                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
17298 }
17299
17300 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
17301  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
17302  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
17303  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
17304  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
17305  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
17306  * that.
17307  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
17308  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
17309  */
17310 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
17311 {
17312         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
17313         unsigned int i;
17314
17315         /* either both IDs should be set or both should be zero */
17316         if (!!old_id != !!cur_id)
17317                 return false;
17318
17319         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
17320                 return true;
17321
17322         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
17323                 if (!map[i].old) {
17324                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
17325                         map[i].old = old_id;
17326                         map[i].cur = cur_id;
17327                         return true;
17328                 }
17329                 if (map[i].old == old_id)
17330                         return map[i].cur == cur_id;
17331                 if (map[i].cur == cur_id)
17332                         return false;
17333         }
17334         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
17335         WARN_ON_ONCE(1);
17336         return false;
17337 }
17338
17339 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
17340  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
17341  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
17342  */
17343 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
17344 {
17345         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
17346         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
17347
17348         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
17349 }
17350
17351 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
17352                              struct bpf_func_state *st)
17353 {
17354         enum bpf_reg_liveness live;
17355         int i, j;
17356
17357         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
17358                 live = st->regs[i].live;
17359                 /* liveness must not touch this register anymore */
17360                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
17361                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
17362                         /* since the register is unused, clear its state
17363                          * to make further comparison simpler
17364                          */
17365                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
17366         }
17367
17368         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17369                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
17370                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
17371                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
17372                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
17373                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
17374                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
17375                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
17376                 }
17377         }
17378 }
17379
17380 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
17381                                  struct bpf_verifier_state *st)
17382 {
17383         int i;
17384
17385         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
17386                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
17387                 return;
17388
17389         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
17390                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
17391 }
17392
17393 /* the parentage chains form a tree.
17394  * the verifier states are added to state lists at given insn and
17395  * pushed into state stack for future exploration.
17396  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
17397  * stored in the state lists have their final liveness state already,
17398  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
17399  * the verifier explores other branches.
17400  * Example:
17401  * 1: r0 = 1
17402  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
17403  * 3: r0 = 2
17404  * 4: exit
17405  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
17406  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
17407  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
17408  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
17409  *
17410  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
17411  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
17412  * time means that all states below this branch were already explored and
17413  * their final liveness marks are already propagated.
17414  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
17415  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
17416  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
17417  * will not be used.
17418  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
17419  * to simplify state merging.
17420  *
17421  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
17422  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
17423  * the callsites
17424  */
17425 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
17426                               struct bpf_verifier_state *cur)
17427 {
17428         struct bpf_verifier_state_list *sl;
17429
17430         sl = *explored_state(env, insn);
17431         while (sl) {
17432                 if (sl->state.branches)
17433                         goto next;
17434                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
17435                     !same_callsites(&sl->state, cur))
17436                         goto next;
17437                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
17438 next:
17439                 sl = sl->next;
17440         }
17441 }
17442
17443 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
17444                        const struct bpf_reg_state *rcur,
17445                        struct bpf_idmap *idmap)
17446 {
17447         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
17448                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
17449                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
17450 }
17451
17452 enum exact_level {
17453         NOT_EXACT,
17454         EXACT,
17455         RANGE_WITHIN
17456 };
17457
17458 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
17459 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
17460                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap,
17461                     enum exact_level exact)
17462 {
17463         if (exact == EXACT)
17464                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
17465
17466         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ) && exact == NOT_EXACT)
17467                 /* explored state didn't use this */
17468                 return true;
17469         if (rold->type == NOT_INIT) {
17470                 if (exact == NOT_EXACT || rcur->type == NOT_INIT)
17471                         /* explored state can't have used this */
17472                         return true;
17473         }
17474
17475         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
17476          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
17477          * rule.
17478          *
17479          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
17480          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
17481          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
17482          * are not. We could make this safe in special cases if root is
17483          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
17484          *
17485          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
17486          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
17487          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
17488          * to the same map).
17489          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
17490          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
17491          * check for that because we lost the id when we converted to
17492          * a non-MAYBE_NULL variant.
17493          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
17494          * non-MAYBE_NULL registers as well.
17495          */
17496         if (rold->type != rcur->type)
17497                 return false;
17498
17499         switch (base_type(rold->type)) {
17500         case SCALAR_VALUE:
17501                 if (env->explore_alu_limits) {
17502                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
17503                          * logic and requires everything to be strict
17504                          */
17505                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
17506                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
17507                 }
17508                 if (!rold->precise && exact == NOT_EXACT)
17509                         return true;
17510                 if ((rold->id & BPF_ADD_CONST) != (rcur->id & BPF_ADD_CONST))
17511                         return false;
17512                 if ((rold->id & BPF_ADD_CONST) && (rold->off != rcur->off))
17513                         return false;
17514                 /* Why check_ids() for scalar registers?
17515                  *
17516                  * Consider the following BPF code:
17517                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
17518                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
17519                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
17520                  *   4: r6 = r7
17521                  *   5: if (r6 > X) goto ...
17522                  *   6: ... memory operation using r7 ...
17523                  *
17524                  * First verification path is [1-6]:
17525                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
17526                  * - at (5) r6 would be marked <= X, sync_linked_regs() would also mark
17527                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
17528                  * Next verification path is [1-4, 6].
17529                  *
17530                  * Instruction (6) would be reached in two states:
17531                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
17532                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
17533                  *
17534                  * Use check_ids() to distinguish these states.
17535                  * ---
17536                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
17537                  */
17538                 return range_within(rold, rcur) &&
17539                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
17540                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
17541         case PTR_TO_MAP_KEY:
17542         case PTR_TO_MAP_VALUE:
17543         case PTR_TO_MEM:
17544         case PTR_TO_BUF:
17545         case PTR_TO_TP_BUFFER:
17546                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
17547                  * everything else matches, we are OK.
17548                  */
17549                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
17550                        range_within(rold, rcur) &&
17551                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
17552                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
17553                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
17554         case PTR_TO_PACKET_META:
17555         case PTR_TO_PACKET:
17556                 /* We must have at least as much range as the old ptr
17557                  * did, so that any accesses which were safe before are
17558                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
17559                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
17560                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
17561                  */
17562                 if (rold->range > rcur->range)
17563                         return false;
17564                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
17565                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
17566                  */
17567                 if (rold->off != rcur->off)
17568                         return false;
17569                 /* id relations must be preserved */
17570                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
17571                         return false;
17572                 /* new val must satisfy old val knowledge */
17573                 return range_within(rold, rcur) &&
17574                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
17575         case PTR_TO_STACK:
17576                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
17577                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
17578                  */
17579                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
17580         case PTR_TO_ARENA:
17581                 return true;
17582         default:
17583                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
17584         }
17585 }
17586
17587 static struct bpf_reg_state unbound_reg;
17588
17589 static __init int unbound_reg_init(void)
17590 {
17591         __mark_reg_unknown_imprecise(&unbound_reg);
17592         unbound_reg.live |= REG_LIVE_READ;
17593         return 0;
17594 }
17595 late_initcall(unbound_reg_init);
17596
17597 static bool is_stack_all_misc(struct bpf_verifier_env *env,
17598                               struct bpf_stack_state *stack)
17599 {
17600         u32 i;
17601
17602         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(stack->slot_type); ++i) {
17603                 if ((stack->slot_type[i] == STACK_MISC) ||
17604                     (stack->slot_type[i] == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack))
17605                         continue;
17606                 return false;
17607         }
17608
17609         return true;
17610 }
17611
17612 static struct bpf_reg_state *scalar_reg_for_stack(struct bpf_verifier_env *env,
17613                                                   struct bpf_stack_state *stack)
17614 {
17615         if (is_spilled_scalar_reg64(stack))
17616                 return &stack->spilled_ptr;
17617
17618         if (is_stack_all_misc(env, stack))
17619                 return &unbound_reg;
17620
17621         return NULL;
17622 }
17623
17624 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
17625                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap,
17626                       enum exact_level exact)
17627 {
17628         int i, spi;
17629
17630         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
17631          * slots in the current stack, since explored(safe) state
17632          * didn't use them
17633          */
17634         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
17635                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
17636
17637                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
17638
17639                 if (exact != NOT_EXACT &&
17640                     (i >= cur->allocated_stack ||
17641                      old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
17642                      cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE]))
17643                         return false;
17644
17645                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)
17646                     && exact == NOT_EXACT) {
17647                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
17648                         /* explored state didn't use this */
17649                         continue;
17650                 }
17651
17652                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
17653                         continue;
17654
17655                 if (env->allow_uninit_stack &&
17656                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
17657                         continue;
17658
17659                 /* explored stack has more populated slots than current stack
17660                  * and these slots were used
17661                  */
17662                 if (i >= cur->allocated_stack)
17663                         return false;
17664
17665                 /* 64-bit scalar spill vs all slots MISC and vice versa.
17666                  * Load from all slots MISC produces unbound scalar.
17667                  * Construct a fake register for such stack and call
17668                  * regsafe() to ensure scalar ids are compared.
17669                  */
17670                 old_reg = scalar_reg_for_stack(env, &old->stack[spi]);
17671                 cur_reg = scalar_reg_for_stack(env, &cur->stack[spi]);
17672                 if (old_reg && cur_reg) {
17673                         if (!regsafe(env, old_reg, cur_reg, idmap, exact))
17674                                 return false;
17675                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
17676                         continue;
17677                 }
17678
17679                 /* if old state was safe with misc data in the stack
17680                  * it will be safe with zero-initialized stack.
17681                  * The opposite is not true
17682                  */
17683                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
17684                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
17685                         continue;
17686                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
17687                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
17688                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
17689                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
17690                          * this verifier states are not equivalent,
17691                          * return false to continue verification of this path
17692                          */
17693                         return false;
17694                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
17695                         continue;
17696                 /* Both old and cur are having same slot_type */
17697                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
17698                 case STACK_SPILL:
17699                         /* when explored and current stack slot are both storing
17700                          * spilled registers, check that stored pointers types
17701                          * are the same as well.
17702                          * Ex: explored safe path could have stored
17703                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
17704                          * but current path has stored:
17705                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
17706                          * such verifier states are not equivalent.
17707                          * return false to continue verification of this path
17708                          */
17709                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
17710                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap, exact))
17711                                 return false;
17712                         break;
17713                 case STACK_DYNPTR:
17714                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
17715                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
17716                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
17717                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
17718                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
17719                                 return false;
17720                         break;
17721                 case STACK_ITER:
17722                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
17723                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
17724                         /* iter.depth is not compared between states as it
17725                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
17726                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
17727                          * infinite loop check triggering, see
17728                          * iter_active_depths_differ()
17729                          */
17730                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
17731                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
17732                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
17733                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
17734                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
17735                                 return false;
17736                         break;
17737                 case STACK_MISC:
17738                 case STACK_ZERO:
17739                 case STACK_INVALID:
17740                         continue;
17741                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
17742                 default:
17743                         return false;
17744                 }
17745         }
17746         return true;
17747 }
17748
17749 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
17750                     struct bpf_idmap *idmap)
17751 {
17752         int i;
17753
17754         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
17755                 return false;
17756
17757         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
17758                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap) ||
17759                     old->refs[i].type != cur->refs[i].type)
17760                         return false;
17761                 switch (old->refs[i].type) {
17762                 case REF_TYPE_PTR:
17763                         break;
17764                 case REF_TYPE_LOCK:
17765                         if (old->refs[i].ptr != cur->refs[i].ptr)
17766                                 return false;
17767                         break;
17768                 default:
17769                         WARN_ONCE(1, "Unhandled enum type for reference state: %d\n", old->refs[i].type);
17770                         return false;
17771                 }
17772         }
17773
17774         return true;
17775 }
17776
17777 /* compare two verifier states
17778  *
17779  * all states stored in state_list are known to be valid, since
17780  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
17781  *
17782  * this function is called when verifier exploring different branches of
17783  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
17784  * more strict register state and more strict stack state then this execution
17785  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
17786  * concluded that more strict state leads to valid finish.
17787  *
17788  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
17789  * and explored stack state is more conservative than the current one.
17790  * Example:
17791  *       explored                   current
17792  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
17793  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
17794  *
17795  * In other words if current stack state (one being explored) has more
17796  * valid slots than old one that already passed validation, it means
17797  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
17798  *
17799  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
17800  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
17801  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
17802  */
17803 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
17804                               struct bpf_func_state *cur, enum exact_level exact)
17805 {
17806         int i;
17807
17808         if (old->callback_depth > cur->callback_depth)
17809                 return false;
17810
17811         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
17812                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
17813                              &env->idmap_scratch, exact))
17814                         return false;
17815
17816         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch, exact))
17817                 return false;
17818
17819         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
17820                 return false;
17821
17822         return true;
17823 }
17824
17825 static void reset_idmap_scratch(struct bpf_verifier_env *env)
17826 {
17827         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
17828         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
17829 }
17830
17831 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
17832                          struct bpf_verifier_state *old,
17833                          struct bpf_verifier_state *cur,
17834                          enum exact_level exact)
17835 {
17836         int i;
17837
17838         if (old->curframe != cur->curframe)
17839                 return false;
17840
17841         reset_idmap_scratch(env);
17842
17843         /* Verification state from speculative execution simulation
17844          * must never prune a non-speculative execution one.
17845          */
17846         if (old->speculative && !cur->speculative)
17847                 return false;
17848
17849         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
17850                 return false;
17851
17852         if (old->active_preempt_lock != cur->active_preempt_lock)
17853                 return false;
17854
17855         if (old->in_sleepable != cur->in_sleepable)
17856                 return false;
17857
17858         /* for states to be equal callsites have to be the same
17859          * and all frame states need to be equivalent
17860          */
17861         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
17862                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
17863                         return false;
17864                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i], exact))
17865                         return false;
17866         }
17867         return true;
17868 }
17869
17870 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
17871  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
17872  */
17873 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
17874                                   struct bpf_reg_state *reg,
17875                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
17876 {
17877         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
17878         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
17879         int err;
17880
17881         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
17882          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
17883          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
17884          */
17885         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
17886             /* Or if there is no read flag from REG. */
17887             !flag ||
17888             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
17889             parent_flag == flag)
17890                 return 0;
17891
17892         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
17893         if (err)
17894                 return err;
17895
17896         return flag;
17897 }
17898
17899 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
17900  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
17901  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
17902  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
17903  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
17904  * in mark_reg_read() is for.
17905  */
17906 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
17907                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
17908                               struct bpf_verifier_state *vparent)
17909 {
17910         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
17911         struct bpf_func_state *state, *parent;
17912         int i, frame, err = 0;
17913
17914         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
17915                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
17916                      vparent->curframe, vstate->curframe);
17917                 return -EFAULT;
17918         }
17919         /* Propagate read liveness of registers... */
17920         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
17921         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
17922                 parent = vparent->frame[frame];
17923                 state = vstate->frame[frame];
17924                 parent_reg = parent->regs;
17925                 state_reg = state->regs;
17926                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
17927                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
17928                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
17929                                                      &parent_reg[i]);
17930                         if (err < 0)
17931                                 return err;
17932                         if (err == REG_LIVE_READ64)
17933                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
17934                 }
17935
17936                 /* Propagate stack slots. */
17937                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
17938                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17939                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
17940                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
17941                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
17942                                                      parent_reg);
17943                         if (err < 0)
17944                                 return err;
17945                 }
17946         }
17947         return 0;
17948 }
17949
17950 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
17951  * propagate them into the current state
17952  */
17953 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
17954                                const struct bpf_verifier_state *old)
17955 {
17956         struct bpf_reg_state *state_reg;
17957         struct bpf_func_state *state;
17958         int i, err = 0, fr;
17959         bool first;
17960
17961         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
17962                 state = old->frame[fr];
17963                 state_reg = state->regs;
17964                 first = true;
17965                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
17966                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
17967                             !state_reg->precise ||
17968                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
17969                                 continue;
17970                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
17971                                 if (first)
17972                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
17973                                 else
17974                                         verbose(env, ",r%d", i);
17975                         }
17976                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
17977                         first = false;
17978                 }
17979
17980                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
17981                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
17982                                 continue;
17983                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
17984                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
17985                             !state_reg->precise ||
17986                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
17987                                 continue;
17988                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
17989                                 if (first)
17990                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
17991                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
17992                                 else
17993                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
17994                         }
17995                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
17996                         first = false;
17997                 }
17998                 if (!first)
17999                         verbose(env, "\n");
18000         }
18001
18002         err = mark_chain_precision_batch(env);
18003         if (err < 0)
18004                 return err;
18005
18006         return 0;
18007 }
18008
18009 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
18010                                  struct bpf_verifier_state *cur)
18011 {
18012         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
18013         int i, fr = cur->curframe;
18014
18015         if (old->curframe != fr)
18016                 return false;
18017
18018         fold = old->frame[fr];
18019         fcur = cur->frame[fr];
18020         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
18021                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
18022                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
18023                         return false;
18024         return true;
18025 }
18026
18027 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
18028 {
18029         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
18030 }
18031
18032 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
18033  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
18034  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
18035  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
18036  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
18037  * iterators are involved.
18038  *
18039  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
18040  *
18041  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
18042  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
18043  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
18044  *   3:   if r0 == 0 goto done
18045  *   4:   ... something useful here ...
18046  *   5:   goto again                    ; another iteration
18047  *   6: done:
18048  *   7:   r1 = &it
18049  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
18050  *   9:   exit
18051  *
18052  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
18053  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
18054  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
18055  *
18056  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
18057  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
18058  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
18059  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
18060  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
18061  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
18062  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
18063  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
18064  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
18065  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
18066  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
18067  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
18068  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
18069  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
18070  *
18071  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
18072  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
18073  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
18074  * same state (at least in one of possible code paths).
18075  *
18076  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
18077  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
18078  * inifintely looping:
18079  *
18080  *   struct bpf_iter_num it;
18081  *   int *p, x;
18082  *
18083  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
18084  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
18085  *       x = p;
18086  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
18087  *   }
18088  *
18089  */
18090 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
18091 {
18092         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
18093         struct bpf_func_state *state;
18094         int i, fr;
18095
18096         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
18097                 state = old->frame[fr];
18098                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
18099                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
18100                                 continue;
18101
18102                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
18103                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
18104                                 continue;
18105
18106                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
18107                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
18108                                 return true;
18109                 }
18110         }
18111         return false;
18112 }
18113
18114 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
18115 {
18116         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
18117         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
18118         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new, *loop_entry;
18119         int i, j, n, err, states_cnt = 0;
18120         bool force_new_state, add_new_state, force_exact;
18121
18122         force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx) ||
18123                           /* Avoid accumulating infinitely long jmp history */
18124                           cur->insn_hist_end - cur->insn_hist_start > 40;
18125
18126         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
18127          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
18128          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
18129          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
18130          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
18131          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
18132          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
18133          */
18134         add_new_state = force_new_state;
18135         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
18136             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
18137                 add_new_state = true;
18138
18139         pprev = explored_state(env, insn_idx);
18140         sl = *pprev;
18141
18142         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
18143
18144         while (sl) {
18145                 states_cnt++;
18146                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
18147                         goto next;
18148
18149                 if (sl->state.branches) {
18150                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
18151
18152                         if (frame->in_async_callback_fn &&
18153                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
18154                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
18155                                  * processing another entry into async callback.
18156                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
18157                                  * loop or infinite recursion.
18158                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
18159                                  * to stop processing the current state. The previous state
18160                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
18161                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
18162                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
18163                                  * inside async callbacks.
18164                                  */
18165                                 goto skip_inf_loop_check;
18166                         }
18167                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
18168                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
18169                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
18170                          * about ID remapping, so don't even perform it.
18171                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
18172                          * for overview of the logic. When current and one of parent
18173                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
18174                          * convergence and can stop simulating further iterations.
18175                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
18176                          * account iter_next() contract of eventually returning
18177                          * sticky NULL result.
18178                          *
18179                          * Note, that states have to be compared exactly in this case because
18180                          * read and precision marks might not be finalized inside the loop.
18181                          * E.g. as in the program below:
18182                          *
18183                          *     1. r7 = -16
18184                          *     2. r6 = bpf_get_prandom_u32()
18185                          *     3. while (bpf_iter_num_next(&fp[-8])) {
18186                          *     4.   if (r6 != 42) {
18187                          *     5.     r7 = -32
18188                          *     6.     r6 = bpf_get_prandom_u32()
18189                          *     7.     continue
18190                          *     8.   }
18191                          *     9.   r0 = r10
18192                          *    10.   r0 += r7
18193                          *    11.   r8 = *(u64 *)(r0 + 0)
18194                          *    12.   r6 = bpf_get_prandom_u32()
18195                          *    13. }
18196                          *
18197                          * Here verifier would first visit path 1-3, create a checkpoint at 3
18198                          * with r7=-16, continue to 4-7,3. Existing checkpoint at 3 does
18199                          * not have read or precision mark for r7 yet, thus inexact states
18200                          * comparison would discard current state with r7=-32
18201                          * => unsafe memory access at 11 would not be caught.
18202                          */
18203                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
18204                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN)) {
18205                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
18206                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
18207                                         int spi;
18208
18209                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
18210                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
18211                                          * iter state pointer is always the first arg
18212                                          */
18213                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
18214                                         /* current state is valid due to states_equal(),
18215                                          * so we can assume valid iter and reg state,
18216                                          * no need for extra (re-)validations
18217                                          */
18218                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
18219                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
18220                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
18221                                                 update_loop_entry(cur, &sl->state);
18222                                                 goto hit;
18223                                         }
18224                                 }
18225                                 goto skip_inf_loop_check;
18226                         }
18227                         if (is_may_goto_insn_at(env, insn_idx)) {
18228                                 if (sl->state.may_goto_depth != cur->may_goto_depth &&
18229                                     states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN)) {
18230                                         update_loop_entry(cur, &sl->state);
18231                                         goto hit;
18232                                 }
18233                         }
18234                         if (calls_callback(env, insn_idx)) {
18235                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, RANGE_WITHIN))
18236                                         goto hit;
18237                                 goto skip_inf_loop_check;
18238                         }
18239                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
18240                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
18241                             states_equal(env, &sl->state, cur, EXACT) &&
18242                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur) &&
18243                             sl->state.may_goto_depth == cur->may_goto_depth &&
18244                             sl->state.callback_unroll_depth == cur->callback_unroll_depth) {
18245                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
18246                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
18247                                 verbose(env, "cur state:");
18248                                 print_verifier_state(env, cur->frame[cur->curframe], true);
18249                                 verbose(env, "old state:");
18250                                 print_verifier_state(env, sl->state.frame[cur->curframe], true);
18251                                 return -EINVAL;
18252                         }
18253                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
18254                          * too often, since different loop iterations have distinct
18255                          * states and may not help future pruning.
18256                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
18257                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
18258                          * The most abusive loop will be:
18259                          * r1 += 1
18260                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
18261                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
18262                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
18263                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
18264                          */
18265 skip_inf_loop_check:
18266                         if (!force_new_state &&
18267                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
18268                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
18269                                 add_new_state = false;
18270                         goto miss;
18271                 }
18272                 /* If sl->state is a part of a loop and this loop's entry is a part of
18273                  * current verification path then states have to be compared exactly.
18274                  * 'force_exact' is needed to catch the following case:
18275                  *
18276                  *                initial     Here state 'succ' was processed first,
18277                  *                  |         it was eventually tracked to produce a
18278                  *                  V         state identical to 'hdr'.
18279                  *     .---------> hdr        All branches from 'succ' had been explored
18280                  *     |            |         and thus 'succ' has its .branches == 0.
18281                  *     |            V
18282                  *     |    .------...        Suppose states 'cur' and 'succ' correspond
18283                  *     |    |       |         to the same instruction + callsites.
18284                  *     |    V       V         In such case it is necessary to check
18285                  *     |   ...     ...        if 'succ' and 'cur' are states_equal().
18286                  *     |    |       |         If 'succ' and 'cur' are a part of the
18287                  *     |    V       V         same loop exact flag has to be set.
18288                  *     |   succ <- cur        To check if that is the case, verify
18289                  *     |    |                 if loop entry of 'succ' is in current
18290                  *     |    V                 DFS path.
18291                  *     |   ...
18292                  *     |    |
18293                  *     '----'
18294                  *
18295                  * Additional details are in the comment before get_loop_entry().
18296                  */
18297                 loop_entry = get_loop_entry(&sl->state);
18298                 force_exact = loop_entry && loop_entry->branches > 0;
18299                 if (states_equal(env, &sl->state, cur, force_exact ? RANGE_WITHIN : NOT_EXACT)) {
18300                         if (force_exact)
18301                                 update_loop_entry(cur, loop_entry);
18302 hit:
18303                         sl->hit_cnt++;
18304                         /* reached equivalent register/stack state,
18305                          * prune the search.
18306                          * Registers read by the continuation are read by us.
18307                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
18308                          * will prevent corresponding reads in the continuation
18309                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
18310                          * own state will get the read marks recorded, but
18311                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
18312                          * this state and will pop a new one.
18313                          */
18314                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
18315
18316                         /* if previous state reached the exit with precision and
18317                          * current state is equivalent to it (except precision marks)
18318                          * the precision needs to be propagated back in
18319                          * the current state.
18320                          */
18321                         if (is_jmp_point(env, env->insn_idx))
18322                                 err = err ? : push_insn_history(env, cur, 0, 0);
18323                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
18324                         if (err)
18325                                 return err;
18326                         return 1;
18327                 }
18328 miss:
18329                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
18330                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
18331                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
18332                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
18333                  * and some at the end) to help pruning.
18334                  */
18335                 if (add_new_state)
18336                         sl->miss_cnt++;
18337                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
18338                  * to keep checking from state equivalence point of view.
18339                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
18340                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
18341                  * 'n' controls how many times state could miss before eviction.
18342                  * Use bigger 'n' for checkpoints because evicting checkpoint states
18343                  * too early would hinder iterator convergence.
18344                  */
18345                 n = is_force_checkpoint(env, insn_idx) && sl->state.branches > 0 ? 64 : 3;
18346                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * n + n) {
18347                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
18348                          * speed up verification
18349                          */
18350                         *pprev = sl->next;
18351                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE &&
18352                             !sl->state.used_as_loop_entry) {
18353                                 u32 br = sl->state.branches;
18354
18355                                 WARN_ONCE(br,
18356                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
18357                                           br);
18358                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18359                                 kfree(sl);
18360                                 env->peak_states--;
18361                         } else {
18362                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
18363                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
18364                                  * be freed at the end of verification
18365                                  */
18366                                 sl->next = env->free_list;
18367                                 env->free_list = sl;
18368                         }
18369                         sl = *pprev;
18370                         continue;
18371                 }
18372 next:
18373                 pprev = &sl->next;
18374                 sl = *pprev;
18375         }
18376
18377         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
18378                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
18379
18380         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
18381                 return 0;
18382
18383         if (!add_new_state)
18384                 return 0;
18385
18386         /* There were no equivalent states, remember the current one.
18387          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
18388          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
18389          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
18390          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
18391          * again on the way to bpf_exit.
18392          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
18393          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
18394          */
18395         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
18396         if (!new_sl)
18397                 return -ENOMEM;
18398         env->total_states++;
18399         env->peak_states++;
18400         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
18401         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
18402
18403         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
18404         if (env->bpf_capable)
18405                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
18406
18407         /* add new state to the head of linked list */
18408         new = &new_sl->state;
18409         err = copy_verifier_state(new, cur);
18410         if (err) {
18411                 free_verifier_state(new, false);
18412                 kfree(new_sl);
18413                 return err;
18414         }
18415         new->insn_idx = insn_idx;
18416         WARN_ONCE(new->branches != 1,
18417                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
18418
18419         cur->parent = new;
18420         cur->first_insn_idx = insn_idx;
18421         cur->insn_hist_start = cur->insn_hist_end;
18422         cur->dfs_depth = new->dfs_depth + 1;
18423         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
18424         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
18425         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
18426          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
18427          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
18428          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
18429          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
18430          * from callee with its full parentage chain, anyway.
18431          */
18432         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
18433          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
18434          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
18435          * their parent and current state never has children yet.  Only
18436          * explored_states can get read marks.)
18437          */
18438         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
18439                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
18440                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
18441                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
18442                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
18443         }
18444
18445         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
18446         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
18447                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
18448                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
18449
18450                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
18451                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
18452                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
18453                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
18454                 }
18455         }
18456         return 0;
18457 }
18458
18459 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
18460 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
18461 {
18462         switch (base_type(type)) {
18463         case PTR_TO_CTX:
18464         case PTR_TO_SOCKET:
18465         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
18466         case PTR_TO_TCP_SOCK:
18467         case PTR_TO_XDP_SOCK:
18468         case PTR_TO_BTF_ID:
18469         case PTR_TO_ARENA:
18470                 return false;
18471         default:
18472                 return true;
18473         }
18474 }
18475
18476 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
18477  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
18478  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
18479  *
18480  * R1 = sock_ptr
18481  * goto X;
18482  * ...
18483  * R1 = some_other_valid_ptr;
18484  * goto X;
18485  * ...
18486  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
18487  */
18488 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
18489 {
18490         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
18491                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
18492 }
18493
18494 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
18495                              bool allow_trust_mismatch)
18496 {
18497         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
18498
18499         if (*prev_type == NOT_INIT) {
18500                 /* Saw a valid insn
18501                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
18502                  * save type to validate intersecting paths
18503                  */
18504                 *prev_type = type;
18505         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
18506                 /* Abuser program is trying to use the same insn
18507                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
18508                  * with different pointer types:
18509                  * src_reg == ctx in one branch and
18510                  * src_reg == stack|map in some other branch.
18511                  * Reject it.
18512                  */
18513                 if (allow_trust_mismatch &&
18514                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
18515                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
18516                         /*
18517                          * Have to support a use case when one path through
18518                          * the program yields TRUSTED pointer while another
18519                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
18520                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
18521                          */
18522                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
18523                 } else {
18524                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
18525                         return -EINVAL;
18526                 }
18527         }
18528
18529         return 0;
18530 }
18531
18532 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
18533 {
18534         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
18535         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
18536         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
18537         struct bpf_reg_state *regs;
18538         int insn_cnt = env->prog->len;
18539         bool do_print_state = false;
18540         int prev_insn_idx = -1;
18541
18542         for (;;) {
18543                 bool exception_exit = false;
18544                 struct bpf_insn *insn;
18545                 u8 class;
18546                 int err;
18547
18548                 /* reset current history entry on each new instruction */
18549                 env->cur_hist_ent = NULL;
18550
18551                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
18552                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
18553                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
18554                                 env->insn_idx, insn_cnt);
18555                         return -EFAULT;
18556                 }
18557
18558                 insn = &insns[env->insn_idx];
18559                 class = BPF_CLASS(insn->code);
18560
18561                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
18562                         verbose(env,
18563                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
18564                                 env->insn_processed);
18565                         return -E2BIG;
18566                 }
18567
18568                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
18569
18570                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
18571                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
18572                         if (err < 0)
18573                                 return err;
18574                         if (err == 1) {
18575                                 /* found equivalent state, can prune the search */
18576                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
18577                                         if (do_print_state)
18578                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
18579                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
18580                                                         env->cur_state->speculative ?
18581                                                         " (speculative execution)" : "");
18582                                         else
18583                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
18584                                 }
18585                                 goto process_bpf_exit;
18586                         }
18587                 }
18588
18589                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
18590                         err = push_insn_history(env, state, 0, 0);
18591                         if (err)
18592                                 return err;
18593                 }
18594
18595                 if (signal_pending(current))
18596                         return -EAGAIN;
18597
18598                 if (need_resched())
18599                         cond_resched();
18600
18601                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
18602                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
18603                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
18604                                 env->cur_state->speculative ?
18605                                 " (speculative execution)" : "");
18606                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
18607                         do_print_state = false;
18608                 }
18609
18610                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
18611                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
18612                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
18613                                 .cb_print       = verbose,
18614                                 .private_data   = env,
18615                         };
18616
18617                         if (verifier_state_scratched(env))
18618                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
18619
18620                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
18621                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
18622                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
18623                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
18624                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
18625                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
18626                 }
18627
18628                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
18629                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
18630                                                            env->prev_insn_idx);
18631                         if (err)
18632                                 return err;
18633                 }
18634
18635                 regs = cur_regs(env);
18636                 sanitize_mark_insn_seen(env);
18637                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
18638
18639                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
18640                         err = check_alu_op(env, insn);
18641                         if (err)
18642                                 return err;
18643
18644                 } else if (class == BPF_LDX) {
18645                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
18646
18647                         /* check for reserved fields is already done */
18648
18649                         /* check src operand */
18650                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
18651                         if (err)
18652                                 return err;
18653
18654                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
18655                         if (err)
18656                                 return err;
18657
18658                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
18659
18660                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
18661                          * the state of dst_reg will be updated by this func
18662                          */
18663                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
18664                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
18665                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
18666                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
18667                         err = err ?: save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
18668                         err = err ?: reg_bounds_sanity_check(env, &regs[insn->dst_reg], "ldx");
18669                         if (err)
18670                                 return err;
18671                 } else if (class == BPF_STX) {
18672                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
18673
18674                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
18675                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
18676                                 if (err)
18677                                         return err;
18678                                 env->insn_idx++;
18679                                 continue;
18680                         }
18681
18682                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
18683                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
18684                                 return -EINVAL;
18685                         }
18686
18687                         /* check src1 operand */
18688                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
18689                         if (err)
18690                                 return err;
18691                         /* check src2 operand */
18692                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
18693                         if (err)
18694                                 return err;
18695
18696                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
18697
18698                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
18699                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
18700                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
18701                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
18702                         if (err)
18703                                 return err;
18704
18705                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
18706                         if (err)
18707                                 return err;
18708                 } else if (class == BPF_ST) {
18709                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
18710
18711                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
18712                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
18713                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
18714                                 return -EINVAL;
18715                         }
18716                         /* check src operand */
18717                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
18718                         if (err)
18719                                 return err;
18720
18721                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
18722
18723                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
18724                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
18725                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
18726                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
18727                         if (err)
18728                                 return err;
18729
18730                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
18731                         if (err)
18732                                 return err;
18733                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
18734                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
18735
18736                         env->jmps_processed++;
18737                         if (opcode == BPF_CALL) {
18738                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
18739                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
18740                                      && insn->off != 0) ||
18741                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
18742                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
18743                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
18744                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
18745                                     class == BPF_JMP32) {
18746                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
18747                                         return -EINVAL;
18748                                 }
18749
18750                                 if (cur_func(env)->active_locks) {
18751                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
18752                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
18753                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
18754                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
18755                                                 return -EINVAL;
18756                                         }
18757                                 }
18758                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
18759                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
18760                                 } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18761                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
18762                                         if (!err && is_bpf_throw_kfunc(insn)) {
18763                                                 exception_exit = true;
18764                                                 goto process_bpf_exit_full;
18765                                         }
18766                                 } else {
18767                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
18768                                 }
18769                                 if (err)
18770                                         return err;
18771
18772                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
18773                         } else if (opcode == BPF_JA) {
18774                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
18775                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
18776                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
18777                                     (class == BPF_JMP && insn->imm != 0) ||
18778                                     (class == BPF_JMP32 && insn->off != 0)) {
18779                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
18780                                         return -EINVAL;
18781                                 }
18782
18783                                 if (class == BPF_JMP)
18784                                         env->insn_idx += insn->off + 1;
18785                                 else
18786                                         env->insn_idx += insn->imm + 1;
18787                                 continue;
18788
18789                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
18790                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
18791                                     insn->imm != 0 ||
18792                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
18793                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
18794                                     class == BPF_JMP32) {
18795                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
18796                                         return -EINVAL;
18797                                 }
18798 process_bpf_exit_full:
18799                                 /* We must do check_reference_leak here before
18800                                  * prepare_func_exit to handle the case when
18801                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
18802                                  * function, for which reference_state must
18803                                  * match caller reference state when it exits.
18804                                  */
18805                                 err = check_resource_leak(env, exception_exit, !env->cur_state->curframe,
18806                                                           "BPF_EXIT instruction");
18807                                 if (err)
18808                                         return err;
18809
18810                                 /* The side effect of the prepare_func_exit
18811                                  * which is being skipped is that it frees
18812                                  * bpf_func_state. Typically, process_bpf_exit
18813                                  * will only be hit with outermost exit.
18814                                  * copy_verifier_state in pop_stack will handle
18815                                  * freeing of any extra bpf_func_state left over
18816                                  * from not processing all nested function
18817                                  * exits. We also skip return code checks as
18818                                  * they are not needed for exceptional exits.
18819                                  */
18820                                 if (exception_exit)
18821                                         goto process_bpf_exit;
18822
18823                                 if (state->curframe) {
18824                                         /* exit from nested function */
18825                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
18826                                         if (err)
18827                                                 return err;
18828                                         do_print_state = true;
18829                                         continue;
18830                                 }
18831
18832                                 err = check_return_code(env, BPF_REG_0, "R0");
18833                                 if (err)
18834                                         return err;
18835 process_bpf_exit:
18836                                 mark_verifier_state_scratched(env);
18837                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
18838                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
18839                                                 &env->insn_idx, pop_log);
18840                                 if (err < 0) {
18841                                         if (err != -ENOENT)
18842                                                 return err;
18843                                         break;
18844                                 } else {
18845                                         do_print_state = true;
18846                                         continue;
18847                                 }
18848                         } else {
18849                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
18850                                 if (err)
18851                                         return err;
18852                         }
18853                 } else if (class == BPF_LD) {
18854                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
18855
18856                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
18857                                 err = check_ld_abs(env, insn);
18858                                 if (err)
18859                                         return err;
18860
18861                         } else if (mode == BPF_IMM) {
18862                                 err = check_ld_imm(env, insn);
18863                                 if (err)
18864                                         return err;
18865
18866                                 env->insn_idx++;
18867                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
18868                         } else {
18869                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
18870                                 return -EINVAL;
18871                         }
18872                 } else {
18873                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
18874                         return -EINVAL;
18875                 }
18876
18877                 env->insn_idx++;
18878         }
18879
18880         return 0;
18881 }
18882
18883 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
18884 {
18885         const struct btf_type *t;
18886         const char *tname;
18887         int i, n;
18888
18889         /*
18890          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
18891          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
18892          * types to look at only module's own BTF types.
18893          */
18894         n = btf_nr_types(btf);
18895         if (btf_is_module(btf))
18896                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
18897         else
18898                 i = 1;
18899
18900         for(; i < n; i++) {
18901                 t = btf_type_by_id(btf, i);
18902                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
18903                         continue;
18904
18905                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
18906                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
18907                         return i;
18908         }
18909
18910         return -ENOENT;
18911 }
18912
18913 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
18914 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
18915                                struct bpf_insn *insn,
18916                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
18917 {
18918         const struct btf_var_secinfo *vsi;
18919         const struct btf_type *datasec;
18920         struct btf_mod_pair *btf_mod;
18921         const struct btf_type *t;
18922         const char *sym_name;
18923         bool percpu = false;
18924         u32 type, id = insn->imm;
18925         struct btf *btf;
18926         s32 datasec_id;
18927         u64 addr;
18928         int i, btf_fd, err;
18929
18930         btf_fd = insn[1].imm;
18931         if (btf_fd) {
18932                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
18933                 if (IS_ERR(btf)) {
18934                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
18935                         return -EINVAL;
18936                 }
18937         } else {
18938                 if (!btf_vmlinux) {
18939                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
18940                         return -EINVAL;
18941                 }
18942                 btf = btf_vmlinux;
18943                 btf_get(btf);
18944         }
18945
18946         t = btf_type_by_id(btf, id);
18947         if (!t) {
18948                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
18949                 err = -ENOENT;
18950                 goto err_put;
18951         }
18952
18953         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
18954                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
18955                 err = -EINVAL;
18956                 goto err_put;
18957         }
18958
18959         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
18960         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
18961         if (!addr) {
18962                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
18963                         sym_name);
18964                 err = -ENOENT;
18965                 goto err_put;
18966         }
18967         insn[0].imm = (u32)addr;
18968         insn[1].imm = addr >> 32;
18969
18970         if (btf_type_is_func(t)) {
18971                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
18972                 aux->btf_var.mem_size = 0;
18973                 goto check_btf;
18974         }
18975
18976         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
18977         if (datasec_id > 0) {
18978                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
18979                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
18980                         if (vsi->type == id) {
18981                                 percpu = true;
18982                                 break;
18983                         }
18984                 }
18985         }
18986
18987         type = t->type;
18988         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
18989         if (percpu) {
18990                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
18991                 aux->btf_var.btf = btf;
18992                 aux->btf_var.btf_id = type;
18993         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
18994                 const struct btf_type *ret;
18995                 const char *tname;
18996                 u32 tsize;
18997
18998                 /* resolve the type size of ksym. */
18999                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
19000                 if (IS_ERR(ret)) {
19001                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19002                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
19003                                 tname, PTR_ERR(ret));
19004                         err = -EINVAL;
19005                         goto err_put;
19006                 }
19007                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
19008                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
19009         } else {
19010                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
19011                 aux->btf_var.btf = btf;
19012                 aux->btf_var.btf_id = type;
19013         }
19014 check_btf:
19015         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
19016         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
19017                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
19018                         btf_put(btf);
19019                         return 0;
19020                 }
19021         }
19022
19023         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
19024                 err = -E2BIG;
19025                 goto err_put;
19026         }
19027
19028         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
19029         btf_mod->btf = btf;
19030         btf_mod->module = NULL;
19031
19032         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
19033         if (btf_is_module(btf)) {
19034                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
19035                 if (!btf_mod->module) {
19036                         err = -ENXIO;
19037                         goto err_put;
19038                 }
19039         }
19040
19041         env->used_btf_cnt++;
19042
19043         return 0;
19044 err_put:
19045         btf_put(btf);
19046         return err;
19047 }
19048
19049 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
19050 {
19051         switch (type) {
19052         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
19053         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
19054         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
19055         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
19056         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
19057                 return true;
19058         default:
19059                 return false;
19060         }
19061 }
19062
19063 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
19064                                         struct bpf_map *map,
19065                                         struct bpf_prog *prog)
19066
19067 {
19068         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
19069
19070         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
19071             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
19072                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
19073                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
19074                         return -EINVAL;
19075                 }
19076         }
19077
19078         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
19079                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
19080                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
19081                         return -EINVAL;
19082                 }
19083
19084                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
19085                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
19086                         return -EINVAL;
19087                 }
19088         }
19089
19090         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
19091                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
19092                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
19093                         return -EINVAL;
19094                 }
19095         }
19096
19097         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_WORKQUEUE)) {
19098                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
19099                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_wq yet\n");
19100                         return -EINVAL;
19101                 }
19102         }
19103
19104         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
19105             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
19106                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
19107                 return -EINVAL;
19108         }
19109
19110         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
19111                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
19112                 return -EINVAL;
19113         }
19114
19115         if (prog->sleepable)
19116                 switch (map->map_type) {
19117                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
19118                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
19119                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
19120                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
19121                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
19122                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
19123                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
19124                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
19125                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
19126                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
19127                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
19128                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
19129                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
19130                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
19131                 case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
19132                 case BPF_MAP_TYPE_STACK:
19133                 case BPF_MAP_TYPE_ARENA:
19134                         break;
19135                 default:
19136                         verbose(env,
19137                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
19138                         return -EINVAL;
19139                 }
19140
19141         return 0;
19142 }
19143
19144 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
19145 {
19146         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
19147                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
19148 }
19149
19150 /* Add map behind fd to used maps list, if it's not already there, and return
19151  * its index. Also set *reused to true if this map was already in the list of
19152  * used maps.
19153  * Returns <0 on error, or >= 0 index, on success.
19154  */
19155 static int add_used_map_from_fd(struct bpf_verifier_env *env, int fd, bool *reused)
19156 {
19157         CLASS(fd, f)(fd);
19158         struct bpf_map *map;
19159         int i;
19160
19161         map = __bpf_map_get(f);
19162         if (IS_ERR(map)) {
19163                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n", fd);
19164                 return PTR_ERR(map);
19165         }
19166
19167         /* check whether we recorded this map already */
19168         for (i = 0; i < env->used_map_cnt; i++) {
19169                 if (env->used_maps[i] == map) {
19170                         *reused = true;
19171                         return i;
19172                 }
19173         }
19174
19175         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
19176                 verbose(env, "The total number of maps per program has reached the limit of %u\n",
19177                         MAX_USED_MAPS);
19178                 return -E2BIG;
19179         }
19180
19181         if (env->prog->sleepable)
19182                 atomic64_inc(&map->sleepable_refcnt);
19183
19184         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
19185          * the map will be released by release_maps() or it
19186          * will be used by the valid program until it's unloaded
19187          * and all maps are released in bpf_free_used_maps()
19188          */
19189         bpf_map_inc(map);
19190
19191         *reused = false;
19192         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
19193
19194         return env->used_map_cnt - 1;
19195 }
19196
19197 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
19198  *
19199  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
19200  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
19201  *
19202  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
19203  */
19204 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
19205 {
19206         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
19207         int insn_cnt = env->prog->len;
19208         int i, err;
19209
19210         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
19211         if (err)
19212                 return err;
19213
19214         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19215                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
19216                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
19217                     insn->imm != 0)) {
19218                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
19219                         return -EINVAL;
19220                 }
19221
19222                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
19223                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
19224                         struct bpf_map *map;
19225                         int map_idx;
19226                         u64 addr;
19227                         u32 fd;
19228                         bool reused;
19229
19230                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
19231                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
19232                             insn[1].off != 0) {
19233                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
19234                                 return -EINVAL;
19235                         }
19236
19237                         if (insn[0].src_reg == 0)
19238                                 /* valid generic load 64-bit imm */
19239                                 goto next_insn;
19240
19241                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
19242                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
19243                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
19244                                 if (err)
19245                                         return err;
19246                                 goto next_insn;
19247                         }
19248
19249                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
19250                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
19251                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
19252                                 goto next_insn;
19253                         }
19254
19255                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
19256                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
19257                          */
19258                         switch (insn[0].src_reg) {
19259                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
19260                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
19261                                 break;
19262                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
19263                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
19264                                 if (insn[1].imm == 0)
19265                                         break;
19266                                 fallthrough;
19267                         default:
19268                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
19269                                 return -EINVAL;
19270                         }
19271
19272                         switch (insn[0].src_reg) {
19273                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
19274                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
19275                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
19276                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
19277                                         return -EPROTO;
19278                                 }
19279                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
19280                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
19281                                                             sizeof(fd)))
19282                                         return -EFAULT;
19283                                 break;
19284                         default:
19285                                 fd = insn[0].imm;
19286                                 break;
19287                         }
19288
19289                         map_idx = add_used_map_from_fd(env, fd, &reused);
19290                         if (map_idx < 0)
19291                                 return map_idx;
19292                         map = env->used_maps[map_idx];
19293
19294                         aux = &env->insn_aux_data[i];
19295                         aux->map_index = map_idx;
19296
19297                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
19298                         if (err)
19299                                 return err;
19300
19301                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
19302                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
19303                                 addr = (unsigned long)map;
19304                         } else {
19305                                 u32 off = insn[1].imm;
19306
19307                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
19308                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
19309                                         return -EINVAL;
19310                                 }
19311
19312                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
19313                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
19314                                         return -EINVAL;
19315                                 }
19316
19317                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
19318                                 if (err) {
19319                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
19320                                                 map->value_size, off);
19321                                         return err;
19322                                 }
19323
19324                                 aux->map_off = off;
19325                                 addr += off;
19326                         }
19327
19328                         insn[0].imm = (u32)addr;
19329                         insn[1].imm = addr >> 32;
19330
19331                         /* proceed with extra checks only if its newly added used map */
19332                         if (reused)
19333                                 goto next_insn;
19334
19335                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
19336                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
19337                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
19338                                 return -EBUSY;
19339                         }
19340                         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_ARENA) {
19341                                 if (env->prog->aux->arena) {
19342                                         verbose(env, "Only one arena per program\n");
19343                                         return -EBUSY;
19344                                 }
19345                                 if (!env->allow_ptr_leaks || !env->bpf_capable) {
19346                                         verbose(env, "CAP_BPF and CAP_PERFMON are required to use arena\n");
19347                                         return -EPERM;
19348                                 }
19349                                 if (!env->prog->jit_requested) {
19350                                         verbose(env, "JIT is required to use arena\n");
19351                                         return -EOPNOTSUPP;
19352                                 }
19353                                 if (!bpf_jit_supports_arena()) {
19354                                         verbose(env, "JIT doesn't support arena\n");
19355                                         return -EOPNOTSUPP;
19356                                 }
19357                                 env->prog->aux->arena = (void *)map;
19358                                 if (!bpf_arena_get_user_vm_start(env->prog->aux->arena)) {
19359                                         verbose(env, "arena's user address must be set via map_extra or mmap()\n");
19360                                         return -EINVAL;
19361                                 }
19362                         }
19363
19364 next_insn:
19365                         insn++;
19366                         i++;
19367                         continue;
19368                 }
19369
19370                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
19371                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
19372                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
19373                         return -EINVAL;
19374                 }
19375         }
19376
19377         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
19378          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
19379          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
19380          */
19381         return 0;
19382 }
19383
19384 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
19385 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
19386 {
19387         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
19388                              env->used_map_cnt);
19389 }
19390
19391 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
19392 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
19393 {
19394         __bpf_free_used_btfs(env->used_btfs, env->used_btf_cnt);
19395 }
19396
19397 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
19398 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
19399 {
19400         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
19401         int insn_cnt = env->prog->len;
19402         int i;
19403
19404         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19405                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
19406                         continue;
19407                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
19408                         continue;
19409                 insn->src_reg = 0;
19410         }
19411 }
19412
19413 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
19414  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
19415  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
19416  */
19417 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
19418                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
19419                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
19420 {
19421         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
19422         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
19423         u32 old_seen = old_data[off].seen;
19424         u32 prog_len;
19425         int i;
19426
19427         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
19428          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
19429          * original insn at old prog.
19430          */
19431         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
19432
19433         if (cnt == 1)
19434                 return;
19435         prog_len = new_prog->len;
19436
19437         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
19438         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
19439                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
19440         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
19441                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
19442                 new_data[i].seen = old_seen;
19443                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
19444         }
19445         env->insn_aux_data = new_data;
19446         vfree(old_data);
19447 }
19448
19449 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
19450 {
19451         int i;
19452
19453         if (len == 1)
19454                 return;
19455         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
19456         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
19457                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
19458                         continue;
19459                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
19460         }
19461 }
19462
19463 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
19464 {
19465         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
19466         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
19467         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
19468
19469         for (i = 0; i < sz; i++) {
19470                 desc = &tab[i];
19471                 if (desc->insn_idx <= off)
19472                         continue;
19473                 desc->insn_idx += len - 1;
19474         }
19475 }
19476
19477 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
19478                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
19479 {
19480         struct bpf_prog *new_prog;
19481         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
19482
19483         if (len > 1) {
19484                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
19485                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
19486                 if (!new_data)
19487                         return NULL;
19488         }
19489
19490         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
19491         if (IS_ERR(new_prog)) {
19492                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
19493                         verbose(env,
19494                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
19495                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
19496                 vfree(new_data);
19497                 return NULL;
19498         }
19499         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
19500         adjust_subprog_starts(env, off, len);
19501         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
19502         return new_prog;
19503 }
19504
19505 /*
19506  * For all jmp insns in a given 'prog' that point to 'tgt_idx' insn adjust the
19507  * jump offset by 'delta'.
19508  */
19509 static int adjust_jmp_off(struct bpf_prog *prog, u32 tgt_idx, u32 delta)
19510 {
19511         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
19512         u32 insn_cnt = prog->len, i;
19513         s32 imm;
19514         s16 off;
19515
19516         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19517                 u8 code = insn->code;
19518
19519                 if (tgt_idx <= i && i < tgt_idx + delta)
19520                         continue;
19521
19522                 if ((BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32) ||
19523                     BPF_OP(code) == BPF_CALL || BPF_OP(code) == BPF_EXIT)
19524                         continue;
19525
19526                 if (insn->code == (BPF_JMP32 | BPF_JA)) {
19527                         if (i + 1 + insn->imm != tgt_idx)
19528                                 continue;
19529                         if (check_add_overflow(insn->imm, delta, &imm))
19530                                 return -ERANGE;
19531                         insn->imm = imm;
19532                 } else {
19533                         if (i + 1 + insn->off != tgt_idx)
19534                                 continue;
19535                         if (check_add_overflow(insn->off, delta, &off))
19536                                 return -ERANGE;
19537                         insn->off = off;
19538                 }
19539         }
19540         return 0;
19541 }
19542
19543 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
19544                                               u32 off, u32 cnt)
19545 {
19546         int i, j;
19547
19548         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
19549         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
19550                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
19551                         break;
19552         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
19553         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
19554                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
19555                         break;
19556         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
19557          * the front of previous prog
19558          */
19559         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
19560                 j--;
19561
19562         if (j > i) {
19563                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
19564                 int move;
19565
19566                 /* move fake 'exit' subprog as well */
19567                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
19568
19569                 memmove(env->subprog_info + i,
19570                         env->subprog_info + j,
19571                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
19572                 env->subprog_cnt -= j - i;
19573
19574                 /* remove func_info */
19575                 if (aux->func_info) {
19576                         move = aux->func_info_cnt - j;
19577
19578                         memmove(aux->func_info + i,
19579                                 aux->func_info + j,
19580                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
19581                         aux->func_info_cnt -= j - i;
19582                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
19583                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
19584                          */
19585                 }
19586         } else {
19587                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
19588                 if (env->subprog_info[i].start == off)
19589                         i++;
19590         }
19591
19592         /* update fake 'exit' subprog as well */
19593         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
19594                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
19595
19596         return 0;
19597 }
19598
19599 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
19600                                       u32 cnt)
19601 {
19602         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19603         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
19604         struct bpf_line_info *linfo;
19605
19606         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
19607         if (!nr_linfo)
19608                 return 0;
19609
19610         linfo = prog->aux->linfo;
19611
19612         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
19613         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
19614                 if (linfo[i].insn_off >= off)
19615                         break;
19616
19617         l_off = i;
19618         l_cnt = 0;
19619         for (; i < nr_linfo; i++)
19620                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
19621                         l_cnt++;
19622                 else
19623                         break;
19624
19625         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
19626          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
19627          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
19628          */
19629         if (prog->len != off && l_cnt &&
19630             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
19631                 l_cnt--;
19632                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
19633         }
19634
19635         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
19636         if (l_cnt) {
19637                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
19638                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
19639
19640                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
19641                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
19642         }
19643
19644         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
19645         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
19646                 linfo[i].insn_off -= cnt;
19647
19648         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
19649         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
19650                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
19651                         /* program may have started in the removed region but
19652                          * may not be fully removed
19653                          */
19654                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
19655                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
19656                         else
19657                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
19658                 }
19659
19660         return 0;
19661 }
19662
19663 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
19664 {
19665         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
19666         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
19667         int err;
19668
19669         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19670                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
19671
19672         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
19673         if (err)
19674                 return err;
19675
19676         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
19677         if (err)
19678                 return err;
19679
19680         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
19681         if (err)
19682                 return err;
19683
19684         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
19685                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
19686
19687         return 0;
19688 }
19689
19690 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
19691  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
19692  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
19693  * with 'ja -1'.
19694  *
19695  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
19696  * program and through another bug we would manage to jump there, then
19697  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
19698  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
19699  * code could be located.
19700  */
19701 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
19702 {
19703         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
19704         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
19705         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
19706         const int insn_cnt = env->prog->len;
19707         int i;
19708
19709         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
19710                 if (aux_data[i].seen)
19711                         continue;
19712                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
19713                 aux_data[i].zext_dst = false;
19714         }
19715 }
19716
19717 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
19718 {
19719         u8 op;
19720
19721         op = BPF_OP(code);
19722         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
19723                 return op != BPF_JA;
19724
19725         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
19726                 return false;
19727
19728         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
19729 }
19730
19731 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
19732 {
19733         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
19734         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
19735         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
19736         const int insn_cnt = env->prog->len;
19737         int i;
19738
19739         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19740                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
19741                         continue;
19742
19743                 if (!aux_data[i + 1].seen)
19744                         ja.off = insn->off;
19745                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
19746                         ja.off = 0;
19747                 else
19748                         continue;
19749
19750                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19751                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
19752
19753                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
19754         }
19755 }
19756
19757 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
19758 {
19759         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
19760         int insn_cnt = env->prog->len;
19761         int i, err;
19762
19763         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
19764                 int j;
19765
19766                 j = 0;
19767                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
19768                         j++;
19769                 if (!j)
19770                         continue;
19771
19772                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
19773                 if (err)
19774                         return err;
19775                 insn_cnt = env->prog->len;
19776         }
19777
19778         return 0;
19779 }
19780
19781 static const struct bpf_insn NOP = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
19782
19783 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
19784 {
19785         const struct bpf_insn ja = NOP;
19786         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
19787         int insn_cnt = env->prog->len;
19788         int i, err;
19789
19790         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
19791                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
19792                         continue;
19793
19794                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
19795                 if (err)
19796                         return err;
19797                 insn_cnt--;
19798                 i--;
19799         }
19800
19801         return 0;
19802 }
19803
19804 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
19805                                          const union bpf_attr *attr)
19806 {
19807         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
19808         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
19809         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
19810         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
19811         struct bpf_prog *new_prog;
19812         bool rnd_hi32;
19813
19814         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
19815         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
19816         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
19817         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
19818         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
19819         for (i = 0; i < len; i++) {
19820                 int adj_idx = i + delta;
19821                 struct bpf_insn insn;
19822                 int load_reg;
19823
19824                 insn = insns[adj_idx];
19825                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
19826                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
19827                         u8 code, class;
19828                         u32 imm_rnd;
19829
19830                         if (!rnd_hi32)
19831                                 continue;
19832
19833                         code = insn.code;
19834                         class = BPF_CLASS(code);
19835                         if (load_reg == -1)
19836                                 continue;
19837
19838                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
19839                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
19840                          *       here.
19841                          */
19842                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
19843                                 if (class == BPF_LD &&
19844                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
19845                                         i++;
19846                                 continue;
19847                         }
19848
19849                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
19850                         if (class == BPF_LDX &&
19851                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
19852                                 continue;
19853
19854                         imm_rnd = get_random_u32();
19855                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
19856                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
19857                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
19858                         patch = rnd_hi32_patch;
19859                         patch_len = 4;
19860                         goto apply_patch_buffer;
19861                 }
19862
19863                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
19864                  * it or b) it's a CMPXCHG.
19865                  *
19866                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
19867                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
19868                  * equivalent instruction only does this load when the
19869                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
19870                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
19871                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
19872                  */
19873                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
19874                         continue;
19875
19876                 /* Zero-extension is done by the caller. */
19877                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
19878                         continue;
19879
19880                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
19881                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
19882                         return -EFAULT;
19883                 }
19884
19885                 zext_patch[0] = insn;
19886                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
19887                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
19888                 patch = zext_patch;
19889                 patch_len = 2;
19890 apply_patch_buffer:
19891                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
19892                 if (!new_prog)
19893                         return -ENOMEM;
19894                 env->prog = new_prog;
19895                 insns = new_prog->insnsi;
19896                 aux = env->insn_aux_data;
19897                 delta += patch_len - 1;
19898         }
19899
19900         return 0;
19901 }
19902
19903 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
19904  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
19905  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
19906  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
19907  */
19908 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
19909 {
19910         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
19911         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
19912         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0, epilogue_cnt = 0;
19913         const int insn_cnt = env->prog->len;
19914         struct bpf_insn *epilogue_buf = env->epilogue_buf;
19915         struct bpf_insn *insn_buf = env->insn_buf;
19916         struct bpf_insn *insn;
19917         u32 target_size, size_default, off;
19918         struct bpf_prog *new_prog;
19919         enum bpf_access_type type;
19920         bool is_narrower_load;
19921         int epilogue_idx = 0;
19922
19923         if (ops->gen_epilogue) {
19924                 epilogue_cnt = ops->gen_epilogue(epilogue_buf, env->prog,
19925                                                  -(subprogs[0].stack_depth + 8));
19926                 if (epilogue_cnt >= INSN_BUF_SIZE) {
19927                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19928                         return -EINVAL;
19929                 } else if (epilogue_cnt) {
19930                         /* Save the ARG_PTR_TO_CTX for the epilogue to use */
19931                         cnt = 0;
19932                         subprogs[0].stack_depth += 8;
19933                         insn_buf[cnt++] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP, BPF_REG_1,
19934                                                       -subprogs[0].stack_depth);
19935                         insn_buf[cnt++] = env->prog->insnsi[0];
19936                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
19937                         if (!new_prog)
19938                                 return -ENOMEM;
19939                         env->prog = new_prog;
19940                         delta += cnt - 1;
19941                 }
19942         }
19943
19944         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
19945                 if (!ops->gen_prologue) {
19946                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19947                         return -EINVAL;
19948                 }
19949                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
19950                                         env->prog);
19951                 if (cnt >= INSN_BUF_SIZE) {
19952                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
19953                         return -EINVAL;
19954                 } else if (cnt) {
19955                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
19956                         if (!new_prog)
19957                                 return -ENOMEM;
19958
19959                         env->prog = new_prog;
19960                         delta += cnt - 1;
19961                 }
19962         }
19963
19964         if (delta)
19965                 WARN_ON(adjust_jmp_off(env->prog, 0, delta));
19966
19967         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19968                 return 0;
19969
19970         insn = env->prog->insnsi + delta;
19971
19972         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
19973                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
19974                 u8 mode;
19975
19976                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
19977                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
19978                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
19979                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
19980                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
19981                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
19982                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
19983                         type = BPF_READ;
19984                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
19985                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
19986                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
19987                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
19988                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
19989                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
19990                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
19991                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
19992                         type = BPF_WRITE;
19993                 } else if ((insn->code == (BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_W) ||
19994                             insn->code == (BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_DW)) &&
19995                            env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type == PTR_TO_ARENA) {
19996                         insn->code = BPF_STX | BPF_PROBE_ATOMIC | BPF_SIZE(insn->code);
19997                         env->prog->aux->num_exentries++;
19998                         continue;
19999                 } else if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
20000                            epilogue_cnt &&
20001                            i + delta < subprogs[1].start) {
20002                         /* Generate epilogue for the main prog */
20003                         if (epilogue_idx) {
20004                                 /* jump back to the earlier generated epilogue */
20005                                 insn_buf[0] = BPF_JMP32_A(epilogue_idx - i - delta - 1);
20006                                 cnt = 1;
20007                         } else {
20008                                 memcpy(insn_buf, epilogue_buf,
20009                                        epilogue_cnt * sizeof(*epilogue_buf));
20010                                 cnt = epilogue_cnt;
20011                                 /* epilogue_idx cannot be 0. It must have at
20012                                  * least one ctx ptr saving insn before the
20013                                  * epilogue.
20014                                  */
20015                                 epilogue_idx = i + delta;
20016                         }
20017                         goto patch_insn_buf;
20018                 } else {
20019                         continue;
20020                 }
20021
20022                 if (type == BPF_WRITE &&
20023                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
20024                         struct bpf_insn patch[] = {
20025                                 *insn,
20026                                 BPF_ST_NOSPEC(),
20027                         };
20028
20029                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
20030                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
20031                         if (!new_prog)
20032                                 return -ENOMEM;
20033
20034                         delta    += cnt - 1;
20035                         env->prog = new_prog;
20036                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20037                         continue;
20038                 }
20039
20040                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
20041                 case PTR_TO_CTX:
20042                         if (!ops->convert_ctx_access)
20043                                 continue;
20044                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
20045                         break;
20046                 case PTR_TO_SOCKET:
20047                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
20048                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
20049                         break;
20050                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
20051                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
20052                         break;
20053                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
20054                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
20055                         break;
20056                 case PTR_TO_BTF_ID:
20057                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
20058                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
20059                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
20060                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
20061                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
20062                  * for this case.
20063                  */
20064                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
20065                         if (type == BPF_READ) {
20066                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
20067                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
20068                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
20069                                 else
20070                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
20071                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
20072                                 env->prog->aux->num_exentries++;
20073                         }
20074                         continue;
20075                 case PTR_TO_ARENA:
20076                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX) {
20077                                 verbose(env, "sign extending loads from arena are not supported yet\n");
20078                                 return -EOPNOTSUPP;
20079                         }
20080                         insn->code = BPF_CLASS(insn->code) | BPF_PROBE_MEM32 | BPF_SIZE(insn->code);
20081                         env->prog->aux->num_exentries++;
20082                         continue;
20083                 default:
20084                         continue;
20085                 }
20086
20087                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
20088                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
20089                 mode = BPF_MODE(insn->code);
20090
20091                 /* If the read access is a narrower load of the field,
20092                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
20093                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
20094                  * we will apply proper mask to the result.
20095                  */
20096                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
20097                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
20098                 off = insn->off;
20099                 if (is_narrower_load) {
20100                         u8 size_code;
20101
20102                         if (type == BPF_WRITE) {
20103                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
20104                                 return -EINVAL;
20105                         }
20106
20107                         size_code = BPF_H;
20108                         if (ctx_field_size == 4)
20109                                 size_code = BPF_W;
20110                         else if (ctx_field_size == 8)
20111                                 size_code = BPF_DW;
20112
20113                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
20114                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
20115                 }
20116
20117                 target_size = 0;
20118                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
20119                                          &target_size);
20120                 if (cnt == 0 || cnt >= INSN_BUF_SIZE ||
20121                     (ctx_field_size && !target_size)) {
20122                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
20123                         return -EINVAL;
20124                 }
20125
20126                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
20127                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
20128                                 off, size, size_default) * 8;
20129                         if (shift && cnt + 1 >= INSN_BUF_SIZE) {
20130                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
20131                                 return -EINVAL;
20132                         }
20133                         if (ctx_field_size <= 4) {
20134                                 if (shift)
20135                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
20136                                                                         insn->dst_reg,
20137                                                                         shift);
20138                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
20139                                                                 (1 << size * 8) - 1);
20140                         } else {
20141                                 if (shift)
20142                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
20143                                                                         insn->dst_reg,
20144                                                                         shift);
20145                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
20146                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
20147                         }
20148                 }
20149                 if (mode == BPF_MEMSX)
20150                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
20151                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
20152                                                        size * 8, 0);
20153
20154 patch_insn_buf:
20155                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20156                 if (!new_prog)
20157                         return -ENOMEM;
20158
20159                 delta += cnt - 1;
20160
20161                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
20162                 env->prog = new_prog;
20163                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20164         }
20165
20166         return 0;
20167 }
20168
20169 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
20170 {
20171         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
20172         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
20173         struct bpf_map *map_ptr;
20174         struct bpf_insn *insn;
20175         void *old_bpf_func;
20176         int err, num_exentries;
20177
20178         if (env->subprog_cnt <= 1)
20179                 return 0;
20180
20181         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
20182                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
20183                         continue;
20184
20185                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
20186                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
20187                  * propagated in any case.
20188                  */
20189                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
20190                 if (subprog < 0) {
20191                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
20192                                   i + insn->imm + 1);
20193                         return -EFAULT;
20194                 }
20195                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
20196                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
20197                  */
20198                 insn->off = subprog;
20199                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
20200                  * to interpreter will be needed
20201                  */
20202                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
20203                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
20204                 insn->imm = 1;
20205                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
20206 #if defined(MODULES_VADDR)
20207                         u64 addr = MODULES_VADDR;
20208 #else
20209                         u64 addr = VMALLOC_START;
20210 #endif
20211                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
20212                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
20213                          * Set close enough to possible prog address.
20214                          */
20215                         insn[0].imm = (u32)addr;
20216                         insn[1].imm = addr >> 32;
20217                 }
20218         }
20219
20220         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
20221         if (err)
20222                 goto out_undo_insn;
20223
20224         err = -ENOMEM;
20225         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
20226         if (!func)
20227                 goto out_undo_insn;
20228
20229         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20230                 subprog_start = subprog_end;
20231                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
20232
20233                 len = subprog_end - subprog_start;
20234                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
20235                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
20236                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
20237                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
20238                  */
20239                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
20240                 if (!func[i])
20241                         goto out_free;
20242                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
20243                        len * sizeof(struct bpf_insn));
20244                 func[i]->type = prog->type;
20245                 func[i]->len = len;
20246                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
20247                         goto out_free;
20248                 func[i]->is_func = 1;
20249                 func[i]->sleepable = prog->sleepable;
20250                 func[i]->aux->func_idx = i;
20251                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
20252                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
20253                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
20254                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
20255                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
20256                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
20257
20258                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
20259                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
20260
20261                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
20262                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
20263                             poke->insn_idx >= subprog_start)
20264                                 poke->aux = func[i]->aux;
20265                 }
20266
20267                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
20268                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
20269                 if (env->subprog_info[i].priv_stack_mode == PRIV_STACK_ADAPTIVE)
20270                         func[i]->aux->jits_use_priv_stack = true;
20271
20272                 func[i]->jit_requested = 1;
20273                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
20274                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
20275                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
20276                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
20277                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
20278                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
20279                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
20280                 func[i]->aux->arena = prog->aux->arena;
20281                 num_exentries = 0;
20282                 insn = func[i]->insnsi;
20283                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
20284                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
20285                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
20286                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM32 ||
20287                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
20288                                 num_exentries++;
20289                         if ((BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX ||
20290                              BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST) &&
20291                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM32)
20292                                 num_exentries++;
20293                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
20294                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_ATOMIC)
20295                                 num_exentries++;
20296                 }
20297                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
20298                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
20299                 func[i]->aux->exception_cb = env->subprog_info[i].is_exception_cb;
20300                 func[i]->aux->changes_pkt_data = env->subprog_info[i].changes_pkt_data;
20301                 if (!i)
20302                         func[i]->aux->exception_boundary = env->seen_exception;
20303                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
20304                 if (!func[i]->jited) {
20305                         err = -ENOTSUPP;
20306                         goto out_free;
20307                 }
20308                 cond_resched();
20309         }
20310
20311         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
20312          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
20313          * run last pass of JIT
20314          */
20315         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20316                 insn = func[i]->insnsi;
20317                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
20318                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
20319                                 subprog = insn->off;
20320                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
20321                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
20322                                 continue;
20323                         }
20324                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
20325                                 continue;
20326                         subprog = insn->off;
20327                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
20328                 }
20329
20330                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
20331                  * of the JITed images for each function in the program
20332                  *
20333                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
20334                  * might not be large enough to hold the offset of the start
20335                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
20336                  *
20337                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
20338                  * by using its subprog id, available from the off field of
20339                  * the call instruction, as an index for this list
20340                  */
20341                 func[i]->aux->func = func;
20342                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt;
20343                 func[i]->aux->real_func_cnt = env->subprog_cnt;
20344         }
20345         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20346                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
20347                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
20348                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
20349                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
20350                         err = -ENOTSUPP;
20351                         goto out_free;
20352                 }
20353                 cond_resched();
20354         }
20355
20356         /* finally lock prog and jit images for all functions and
20357          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
20358          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
20359          */
20360         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
20361                 err = bpf_prog_lock_ro(func[i]);
20362                 if (err)
20363                         goto out_free;
20364         }
20365
20366         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++)
20367                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
20368
20369         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
20370          * prog consistent for later dump requests, so they can
20371          * later look the same as if they were interpreted only.
20372          */
20373         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
20374                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
20375                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
20376                         insn[1].imm = insn->off;
20377                         insn->off = 0;
20378                         continue;
20379                 }
20380                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
20381                         continue;
20382                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
20383                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
20384                 insn->imm = subprog;
20385         }
20386
20387         prog->jited = 1;
20388         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
20389         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
20390         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
20391         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
20392         prog->aux->func = func;
20393         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt - env->hidden_subprog_cnt;
20394         prog->aux->real_func_cnt = env->subprog_cnt;
20395         prog->aux->bpf_exception_cb = (void *)func[env->exception_callback_subprog]->bpf_func;
20396         prog->aux->exception_boundary = func[0]->aux->exception_boundary;
20397         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
20398         return 0;
20399 out_free:
20400         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
20401          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
20402          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
20403          */
20404         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
20405                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
20406                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
20407         }
20408         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
20409          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
20410          * released with the main prog.
20411          */
20412         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
20413                 if (!func[i])
20414                         continue;
20415                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
20416                 bpf_jit_free(func[i]);
20417         }
20418         kfree(func);
20419 out_undo_insn:
20420         /* cleanup main prog to be interpreted */
20421         prog->jit_requested = 0;
20422         prog->blinding_requested = 0;
20423         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
20424                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
20425                         continue;
20426                 insn->off = 0;
20427                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
20428         }
20429         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
20430         return err;
20431 }
20432
20433 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
20434 {
20435 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
20436         struct bpf_prog *prog = env->prog;
20437         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
20438         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
20439         int i, depth;
20440 #endif
20441         int err = 0;
20442
20443         if (env->prog->jit_requested &&
20444             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
20445                 err = jit_subprogs(env);
20446                 if (err == 0)
20447                         return 0;
20448                 if (err == -EFAULT)
20449                         return err;
20450         }
20451 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
20452         if (has_kfunc_call) {
20453                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
20454                 return -EINVAL;
20455         }
20456         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
20457                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
20458                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
20459                  */
20460                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
20461                 return -EINVAL;
20462         }
20463         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
20464                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
20465                         /* When JIT fails the progs with callback calls
20466                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
20467                          */
20468                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
20469                         return -EINVAL;
20470                 }
20471
20472                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
20473                         continue;
20474                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
20475                 if (depth < 0)
20476                         return depth;
20477                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
20478         }
20479         err = 0;
20480 #endif
20481         return err;
20482 }
20483
20484 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
20485 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
20486                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
20487 {
20488         struct bpf_prog *prog = env->prog;
20489         bool seen_direct_write;
20490         void *xdp_kfunc;
20491         bool is_rdonly;
20492
20493         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
20494                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
20495                 if (xdp_kfunc) {
20496                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
20497                         return;
20498                 }
20499                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
20500         }
20501
20502         if (offset)
20503                 return;
20504
20505         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
20506                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
20507                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
20508
20509                 if (is_rdonly)
20510                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
20511
20512                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
20513                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
20514                  */
20515                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
20516         }
20517 }
20518
20519 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
20520                                             u16 struct_meta_reg,
20521                                             u16 node_offset_reg,
20522                                             struct bpf_insn *insn,
20523                                             struct bpf_insn *insn_buf,
20524                                             int *cnt)
20525 {
20526         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
20527         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
20528
20529         insn_buf[0] = addr[0];
20530         insn_buf[1] = addr[1];
20531         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
20532         insn_buf[3] = *insn;
20533         *cnt = 4;
20534 }
20535
20536 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
20537                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
20538 {
20539         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
20540
20541         if (!insn->imm) {
20542                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
20543                 return -EINVAL;
20544         }
20545
20546         *cnt = 0;
20547
20548         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
20549          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
20550          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
20551          */
20552         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
20553         if (!desc) {
20554                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
20555                         insn->imm);
20556                 return -EFAULT;
20557         }
20558
20559         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
20560                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
20561         if (insn->off)
20562                 return 0;
20563         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] ||
20564             desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl]) {
20565                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
20566                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
20567                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
20568
20569                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_new_impl] && kptr_struct_meta) {
20570                         verbose(env, "verifier internal error: NULL kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
20571                                 insn_idx);
20572                         return -EFAULT;
20573                 }
20574
20575                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
20576                 insn_buf[1] = addr[0];
20577                 insn_buf[2] = addr[1];
20578                 insn_buf[3] = *insn;
20579                 *cnt = 4;
20580         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
20581                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl] ||
20582                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
20583                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
20584                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
20585
20586                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_percpu_obj_drop_impl] && kptr_struct_meta) {
20587                         verbose(env, "verifier internal error: NULL kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
20588                                 insn_idx);
20589                         return -EFAULT;
20590                 }
20591
20592                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
20593                     !kptr_struct_meta) {
20594                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
20595                                 insn_idx);
20596                         return -EFAULT;
20597                 }
20598
20599                 insn_buf[0] = addr[0];
20600                 insn_buf[1] = addr[1];
20601                 insn_buf[2] = *insn;
20602                 *cnt = 3;
20603         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
20604                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
20605                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
20606                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
20607                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
20608                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
20609
20610                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
20611                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
20612                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
20613                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
20614                 }
20615
20616                 if (!kptr_struct_meta) {
20617                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
20618                                 insn_idx);
20619                         return -EFAULT;
20620                 }
20621
20622                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
20623                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
20624         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
20625                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
20626                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
20627                 *cnt = 1;
20628         } else if (is_bpf_wq_set_callback_impl_kfunc(desc->func_id)) {
20629                 struct bpf_insn ld_addrs[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_4, (long)env->prog->aux) };
20630
20631                 insn_buf[0] = ld_addrs[0];
20632                 insn_buf[1] = ld_addrs[1];
20633                 insn_buf[2] = *insn;
20634                 *cnt = 3;
20635         }
20636         return 0;
20637 }
20638
20639 /* The function requires that first instruction in 'patch' is insnsi[prog->len - 1] */
20640 static int add_hidden_subprog(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *patch, int len)
20641 {
20642         struct bpf_subprog_info *info = env->subprog_info;
20643         int cnt = env->subprog_cnt;
20644         struct bpf_prog *prog;
20645
20646         /* We only reserve one slot for hidden subprogs in subprog_info. */
20647         if (env->hidden_subprog_cnt) {
20648                 verbose(env, "verifier internal error: only one hidden subprog supported\n");
20649                 return -EFAULT;
20650         }
20651         /* We're not patching any existing instruction, just appending the new
20652          * ones for the hidden subprog. Hence all of the adjustment operations
20653          * in bpf_patch_insn_data are no-ops.
20654          */
20655         prog = bpf_patch_insn_data(env, env->prog->len - 1, patch, len);
20656         if (!prog)
20657                 return -ENOMEM;
20658         env->prog = prog;
20659         info[cnt + 1].start = info[cnt].start;
20660         info[cnt].start = prog->len - len + 1;
20661         env->subprog_cnt++;
20662         env->hidden_subprog_cnt++;
20663         return 0;
20664 }
20665
20666 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
20667  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
20668  */
20669 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
20670 {
20671         struct bpf_prog *prog = env->prog;
20672         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
20673         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
20674         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
20675         const struct bpf_func_proto *fn;
20676         const int insn_cnt = prog->len;
20677         const struct bpf_map_ops *ops;
20678         struct bpf_insn_aux_data *aux;
20679         struct bpf_insn *insn_buf = env->insn_buf;
20680         struct bpf_prog *new_prog;
20681         struct bpf_map *map_ptr;
20682         int i, ret, cnt, delta = 0, cur_subprog = 0;
20683         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
20684         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
20685         u16 stack_depth_extra = 0;
20686
20687         if (env->seen_exception && !env->exception_callback_subprog) {
20688                 struct bpf_insn patch[] = {
20689                         env->prog->insnsi[insn_cnt - 1],
20690                         BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1),
20691                         BPF_EXIT_INSN(),
20692                 };
20693
20694                 ret = add_hidden_subprog(env, patch, ARRAY_SIZE(patch));
20695                 if (ret < 0)
20696                         return ret;
20697                 prog = env->prog;
20698                 insn = prog->insnsi;
20699
20700                 env->exception_callback_subprog = env->subprog_cnt - 1;
20701                 /* Don't update insn_cnt, as add_hidden_subprog always appends insns */
20702                 mark_subprog_exc_cb(env, env->exception_callback_subprog);
20703         }
20704
20705         for (i = 0; i < insn_cnt;) {
20706                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X) && insn->imm) {
20707                         if ((insn->off == BPF_ADDR_SPACE_CAST && insn->imm == 1) ||
20708                             (((struct bpf_map *)env->prog->aux->arena)->map_flags & BPF_F_NO_USER_CONV)) {
20709                                 /* convert to 32-bit mov that clears upper 32-bit */
20710                                 insn->code = BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X;
20711                                 /* clear off and imm, so it's a normal 'wX = wY' from JIT pov */
20712                                 insn->off = 0;
20713                                 insn->imm = 0;
20714                         } /* cast from as(0) to as(1) should be handled by JIT */
20715                         goto next_insn;
20716                 }
20717
20718                 if (env->insn_aux_data[i + delta].needs_zext)
20719                         /* Convert BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 to 32-bit ALU */
20720                         insn->code = BPF_ALU | BPF_OP(insn->code) | BPF_SRC(insn->code);
20721
20722                 /* Make sdiv/smod divide-by-minus-one exceptions impossible. */
20723                 if ((insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K) ||
20724                      insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K) ||
20725                      insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K) ||
20726                      insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K)) &&
20727                     insn->off == 1 && insn->imm == -1) {
20728                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
20729                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
20730                         struct bpf_insn *patchlet;
20731                         struct bpf_insn chk_and_sdiv[] = {
20732                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_ALU64 : BPF_ALU) |
20733                                              BPF_NEG | BPF_K, insn->dst_reg,
20734                                              0, 0, 0),
20735                         };
20736                         struct bpf_insn chk_and_smod[] = {
20737                                 BPF_MOV32_IMM(insn->dst_reg, 0),
20738                         };
20739
20740                         patchlet = isdiv ? chk_and_sdiv : chk_and_smod;
20741                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_sdiv) : ARRAY_SIZE(chk_and_smod);
20742
20743                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
20744                         if (!new_prog)
20745                                 return -ENOMEM;
20746
20747                         delta    += cnt - 1;
20748                         env->prog = prog = new_prog;
20749                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20750                         goto next_insn;
20751                 }
20752
20753                 /* Make divide-by-zero and divide-by-minus-one exceptions impossible. */
20754                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
20755                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
20756                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
20757                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
20758                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
20759                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
20760                         bool is_sdiv = isdiv && insn->off == 1;
20761                         bool is_smod = !isdiv && insn->off == 1;
20762                         struct bpf_insn *patchlet;
20763                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
20764                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
20765                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20766                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
20767                                              0, 2, 0),
20768                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
20769                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
20770                                 *insn,
20771                         };
20772                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
20773                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
20774                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20775                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
20776                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
20777                                 *insn,
20778                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
20779                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
20780                         };
20781                         struct bpf_insn chk_and_sdiv[] = {
20782                                 /* [R,W]x sdiv 0 -> 0
20783                                  * LLONG_MIN sdiv -1 -> LLONG_MIN
20784                                  * INT_MIN sdiv -1 -> INT_MIN
20785                                  */
20786                                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_AX, insn->src_reg),
20787                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_ALU64 : BPF_ALU) |
20788                                              BPF_ADD | BPF_K, BPF_REG_AX,
20789                                              0, 0, 1),
20790                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20791                                              BPF_JGT | BPF_K, BPF_REG_AX,
20792                                              0, 4, 1),
20793                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20794                                              BPF_JEQ | BPF_K, BPF_REG_AX,
20795                                              0, 1, 0),
20796                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_ALU64 : BPF_ALU) |
20797                                              BPF_MOV | BPF_K, insn->dst_reg,
20798                                              0, 0, 0),
20799                                 /* BPF_NEG(LLONG_MIN) == -LLONG_MIN == LLONG_MIN */
20800                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_ALU64 : BPF_ALU) |
20801                                              BPF_NEG | BPF_K, insn->dst_reg,
20802                                              0, 0, 0),
20803                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
20804                                 *insn,
20805                         };
20806                         struct bpf_insn chk_and_smod[] = {
20807                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
20808                                 /* [R,W]x mod -1 -> 0 */
20809                                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_AX, insn->src_reg),
20810                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_ALU64 : BPF_ALU) |
20811                                              BPF_ADD | BPF_K, BPF_REG_AX,
20812                                              0, 0, 1),
20813                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20814                                              BPF_JGT | BPF_K, BPF_REG_AX,
20815                                              0, 3, 1),
20816                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
20817                                              BPF_JEQ | BPF_K, BPF_REG_AX,
20818                                              0, 3 + (is64 ? 0 : 1), 1),
20819                                 BPF_MOV32_IMM(insn->dst_reg, 0),
20820                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
20821                                 *insn,
20822                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
20823                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
20824                         };
20825
20826                         if (is_sdiv) {
20827                                 patchlet = chk_and_sdiv;
20828                                 cnt = ARRAY_SIZE(chk_and_sdiv);
20829                         } else if (is_smod) {
20830                                 patchlet = chk_and_smod;
20831                                 cnt = ARRAY_SIZE(chk_and_smod) - (is64 ? 2 : 0);
20832                         } else {
20833                                 patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
20834                                 cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
20835                                               ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
20836                         }
20837
20838                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
20839                         if (!new_prog)
20840                                 return -ENOMEM;
20841
20842                         delta    += cnt - 1;
20843                         env->prog = prog = new_prog;
20844                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20845                         goto next_insn;
20846                 }
20847
20848                 /* Make it impossible to de-reference a userspace address */
20849                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
20850                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
20851                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX)) {
20852                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
20853                         u64 uaddress_limit = bpf_arch_uaddress_limit();
20854
20855                         if (!uaddress_limit)
20856                                 goto next_insn;
20857
20858                         *patch++ = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_AX, insn->src_reg);
20859                         if (insn->off)
20860                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_AX, insn->off);
20861                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH, BPF_REG_AX, 32);
20862                         *patch++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_AX, uaddress_limit >> 32, 2);
20863                         *patch++ = *insn;
20864                         *patch++ = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1);
20865                         *patch++ = BPF_MOV64_IMM(insn->dst_reg, 0);
20866
20867                         cnt = patch - insn_buf;
20868                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20869                         if (!new_prog)
20870                                 return -ENOMEM;
20871
20872                         delta    += cnt - 1;
20873                         env->prog = prog = new_prog;
20874                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20875                         goto next_insn;
20876                 }
20877
20878                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
20879                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
20880                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
20881                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
20882                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
20883                         if (cnt == 0 || cnt >= INSN_BUF_SIZE) {
20884                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
20885                                 return -EINVAL;
20886                         }
20887
20888                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20889                         if (!new_prog)
20890                                 return -ENOMEM;
20891
20892                         delta    += cnt - 1;
20893                         env->prog = prog = new_prog;
20894                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20895                         goto next_insn;
20896                 }
20897
20898                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
20899                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
20900                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
20901                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
20902                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
20903                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
20904                         bool issrc, isneg, isimm;
20905                         u32 off_reg;
20906
20907                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
20908                         if (!aux->alu_state ||
20909                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
20910                                 goto next_insn;
20911
20912                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
20913                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
20914                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
20915                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
20916
20917                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
20918                         if (isimm) {
20919                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
20920                         } else {
20921                                 if (isneg)
20922                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
20923                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
20924                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
20925                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
20926                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
20927                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
20928                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
20929                         }
20930                         if (!issrc)
20931                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
20932                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
20933                         if (isneg)
20934                                 insn->code = insn->code == code_add ?
20935                                              code_sub : code_add;
20936                         *patch++ = *insn;
20937                         if (issrc && isneg && !isimm)
20938                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
20939                         cnt = patch - insn_buf;
20940
20941                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20942                         if (!new_prog)
20943                                 return -ENOMEM;
20944
20945                         delta    += cnt - 1;
20946                         env->prog = prog = new_prog;
20947                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20948                         goto next_insn;
20949                 }
20950
20951                 if (is_may_goto_insn(insn)) {
20952                         int stack_off = -stack_depth - 8;
20953
20954                         stack_depth_extra = 8;
20955                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_AX, BPF_REG_10, stack_off);
20956                         if (insn->off >= 0)
20957                                 insn_buf[1] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_AX, 0, insn->off + 2);
20958                         else
20959                                 insn_buf[1] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_AX, 0, insn->off - 1);
20960                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_SUB, BPF_REG_AX, 1);
20961                         insn_buf[3] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_AX, stack_off);
20962                         cnt = 4;
20963
20964                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20965                         if (!new_prog)
20966                                 return -ENOMEM;
20967
20968                         delta += cnt - 1;
20969                         env->prog = prog = new_prog;
20970                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
20971                         goto next_insn;
20972                 }
20973
20974                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
20975                         goto next_insn;
20976                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
20977                         goto next_insn;
20978                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
20979                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
20980                         if (ret)
20981                                 return ret;
20982                         if (cnt == 0)
20983                                 goto next_insn;
20984
20985                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
20986                         if (!new_prog)
20987                                 return -ENOMEM;
20988
20989                         delta    += cnt - 1;
20990                         env->prog = prog = new_prog;
20991                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
20992                         goto next_insn;
20993                 }
20994
20995                 /* Skip inlining the helper call if the JIT does it. */
20996                 if (bpf_jit_inlines_helper_call(insn->imm))
20997                         goto next_insn;
20998
20999                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
21000                         prog->dst_needed = 1;
21001                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
21002                         bpf_user_rnd_init_once();
21003                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
21004                         prog->kprobe_override = 1;
21005                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
21006                         /* If we tail call into other programs, we
21007                          * cannot make any assumptions since they can
21008                          * be replaced dynamically during runtime in
21009                          * the program array.
21010                          */
21011                         prog->cb_access = 1;
21012                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
21013                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
21014                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
21015
21016                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
21017                          * conditional branch in the interpreter for every normal
21018                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
21019                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
21020                          */
21021                         insn->imm = 0;
21022                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
21023
21024                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
21025                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
21026                             prog->jit_requested &&
21027                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
21028                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
21029                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
21030                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
21031                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
21032                                         .tail_call.map = aux->map_ptr_state.map_ptr,
21033                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
21034                                         .insn_idx = i + delta,
21035                                 };
21036
21037                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
21038                                 if (ret < 0) {
21039                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
21040                                         return ret;
21041                                 }
21042
21043                                 insn->imm = ret + 1;
21044                                 goto next_insn;
21045                         }
21046
21047                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
21048                                 goto next_insn;
21049
21050                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
21051                          * emit two extra insns:
21052                          * if (index >= max_entries) goto out;
21053                          * index &= array->index_mask;
21054                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
21055                          */
21056                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
21057                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
21058                                 return -EINVAL;
21059                         }
21060
21061                         map_ptr = aux->map_ptr_state.map_ptr;
21062                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
21063                                                   map_ptr->max_entries, 2);
21064                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
21065                                                     container_of(map_ptr,
21066                                                                  struct bpf_array,
21067                                                                  map)->index_mask);
21068                         insn_buf[2] = *insn;
21069                         cnt = 3;
21070                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21071                         if (!new_prog)
21072                                 return -ENOMEM;
21073
21074                         delta    += cnt - 1;
21075                         env->prog = prog = new_prog;
21076                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21077                         goto next_insn;
21078                 }
21079
21080                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
21081                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
21082                          * with different maps and the register states prepared by
21083                          * set_timer_callback_state will be accurate.
21084                          *
21085                          * The following use case is valid:
21086                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
21087                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
21088                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
21089                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
21090                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
21091                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
21092                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
21093                          */
21094                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
21095                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
21096                         };
21097
21098                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
21099                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
21100                         insn_buf[2] = *insn;
21101                         cnt = 3;
21102
21103                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21104                         if (!new_prog)
21105                                 return -ENOMEM;
21106
21107                         delta    += cnt - 1;
21108                         env->prog = prog = new_prog;
21109                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21110                         goto patch_call_imm;
21111                 }
21112
21113                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
21114                         if (!in_sleepable(env) ||
21115                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
21116                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
21117                         else
21118                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
21119                         insn_buf[1] = *insn;
21120                         cnt = 2;
21121
21122                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21123                         if (!new_prog)
21124                                 return -ENOMEM;
21125
21126                         delta += cnt - 1;
21127                         env->prog = prog = new_prog;
21128                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
21129                         goto patch_call_imm;
21130                 }
21131
21132                 /* bpf_per_cpu_ptr() and bpf_this_cpu_ptr() */
21133                 if (env->insn_aux_data[i + delta].call_with_percpu_alloc_ptr) {
21134                         /* patch with 'r1 = *(u64 *)(r1 + 0)' since for percpu data,
21135                          * bpf_mem_alloc() returns a ptr to the percpu data ptr.
21136                          */
21137                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_1, BPF_REG_1, 0);
21138                         insn_buf[1] = *insn;
21139                         cnt = 2;
21140
21141                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21142                         if (!new_prog)
21143                                 return -ENOMEM;
21144
21145                         delta += cnt - 1;
21146                         env->prog = prog = new_prog;
21147                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
21148                         goto patch_call_imm;
21149                 }
21150
21151                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
21152                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
21153                  * only.
21154                  */
21155                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
21156                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
21157                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
21158                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
21159                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
21160                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
21161                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
21162                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
21163                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
21164                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
21165                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
21166                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
21167                                 goto patch_call_imm;
21168
21169                         map_ptr = aux->map_ptr_state.map_ptr;
21170                         ops = map_ptr->ops;
21171                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
21172                             ops->map_gen_lookup) {
21173                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
21174                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
21175                                         goto patch_map_ops_generic;
21176                                 if (cnt <= 0 || cnt >= INSN_BUF_SIZE) {
21177                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
21178                                         return -EINVAL;
21179                                 }
21180
21181                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
21182                                                                insn_buf, cnt);
21183                                 if (!new_prog)
21184                                         return -ENOMEM;
21185
21186                                 delta    += cnt - 1;
21187                                 env->prog = prog = new_prog;
21188                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21189                                 goto next_insn;
21190                         }
21191
21192                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
21193                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
21194                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
21195                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
21196                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
21197                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
21198                                               u64 flags))NULL));
21199                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
21200                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
21201                                               u64 flags))NULL));
21202                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
21203                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
21204                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
21205                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
21206                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
21207                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
21208                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
21209                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
21210                                               bpf_callback_t callback_fn,
21211                                               void *callback_ctx,
21212                                               u64 flags))NULL));
21213                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
21214                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
21215
21216 patch_map_ops_generic:
21217                         switch (insn->imm) {
21218                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
21219                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
21220                                 goto next_insn;
21221                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
21222                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
21223                                 goto next_insn;
21224                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
21225                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
21226                                 goto next_insn;
21227                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
21228                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
21229                                 goto next_insn;
21230                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
21231                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
21232                                 goto next_insn;
21233                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
21234                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
21235                                 goto next_insn;
21236                         case BPF_FUNC_redirect_map:
21237                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
21238                                 goto next_insn;
21239                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
21240                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
21241                                 goto next_insn;
21242                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
21243                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
21244                                 goto next_insn;
21245                         }
21246
21247                         goto patch_call_imm;
21248                 }
21249
21250                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
21251                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
21252                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
21253                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
21254                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
21255                                              (unsigned long)&jiffies),
21256                         };
21257
21258                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
21259                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
21260                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
21261                                                   BPF_REG_0, 0);
21262                         cnt = 3;
21263
21264                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
21265                                                        cnt);
21266                         if (!new_prog)
21267                                 return -ENOMEM;
21268
21269                         delta    += cnt - 1;
21270                         env->prog = prog = new_prog;
21271                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21272                         goto next_insn;
21273                 }
21274
21275 #if defined(CONFIG_X86_64) && !defined(CONFIG_UML)
21276                 /* Implement bpf_get_smp_processor_id() inline. */
21277                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_smp_processor_id &&
21278                     verifier_inlines_helper_call(env, insn->imm)) {
21279                         /* BPF_FUNC_get_smp_processor_id inlining is an
21280                          * optimization, so if pcpu_hot.cpu_number is ever
21281                          * changed in some incompatible and hard to support
21282                          * way, it's fine to back out this inlining logic
21283                          */
21284 #ifdef CONFIG_SMP
21285                         insn_buf[0] = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, (u32)(unsigned long)&pcpu_hot.cpu_number);
21286                         insn_buf[1] = BPF_MOV64_PERCPU_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_0);
21287                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_W, BPF_REG_0, BPF_REG_0, 0);
21288                         cnt = 3;
21289 #else
21290                         insn_buf[0] = BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, BPF_REG_0, BPF_REG_0);
21291                         cnt = 1;
21292 #endif
21293                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21294                         if (!new_prog)
21295                                 return -ENOMEM;
21296
21297                         delta    += cnt - 1;
21298                         env->prog = prog = new_prog;
21299                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21300                         goto next_insn;
21301                 }
21302 #endif
21303                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
21304                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21305                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
21306                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
21307                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
21308                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
21309                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
21310                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
21311                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
21312                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
21313                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
21314                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
21315                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
21316                         cnt = 9;
21317
21318                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21319                         if (!new_prog)
21320                                 return -ENOMEM;
21321
21322                         delta    += cnt - 1;
21323                         env->prog = prog = new_prog;
21324                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21325                         goto next_insn;
21326                 }
21327
21328                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
21329                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21330                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
21331                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
21332                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
21333                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
21334                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
21335                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
21336                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
21337                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
21338                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
21339                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
21340                                 cnt = 6;
21341                         } else {
21342                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
21343                                 cnt = 1;
21344                         }
21345
21346                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21347                         if (!new_prog)
21348                                 return -ENOMEM;
21349
21350                         delta    += cnt - 1;
21351                         env->prog = prog = new_prog;
21352                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21353                         goto next_insn;
21354                 }
21355
21356                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
21357                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21358                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
21359                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
21360                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
21361
21362                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
21363                         if (!new_prog)
21364                                 return -ENOMEM;
21365
21366                         env->prog = prog = new_prog;
21367                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21368                         goto next_insn;
21369                 }
21370
21371                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
21372                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
21373                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
21374                         /* Load IP address from ctx - 16 */
21375                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
21376
21377                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
21378                         if (!new_prog)
21379                                 return -ENOMEM;
21380
21381                         env->prog = prog = new_prog;
21382                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21383                         goto next_insn;
21384                 }
21385
21386                 /* Implement bpf_get_branch_snapshot inline. */
21387                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PERF_EVENTS) &&
21388                     prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
21389                     insn->imm == BPF_FUNC_get_branch_snapshot) {
21390                         /* We are dealing with the following func protos:
21391                          * u64 bpf_get_branch_snapshot(void *buf, u32 size, u64 flags);
21392                          * int perf_snapshot_branch_stack(struct perf_branch_entry *entries, u32 cnt);
21393                          */
21394                         const u32 br_entry_size = sizeof(struct perf_branch_entry);
21395
21396                         /* struct perf_branch_entry is part of UAPI and is
21397                          * used as an array element, so extremely unlikely to
21398                          * ever grow or shrink
21399                          */
21400                         BUILD_BUG_ON(br_entry_size != 24);
21401
21402                         /* if (unlikely(flags)) return -EINVAL */
21403                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, BPF_REG_3, 0, 7);
21404
21405                         /* Transform size (bytes) into number of entries (cnt = size / 24).
21406                          * But to avoid expensive division instruction, we implement
21407                          * divide-by-3 through multiplication, followed by further
21408                          * division by 8 through 3-bit right shift.
21409                          * Refer to book "Hacker's Delight, 2nd ed." by Henry S. Warren, Jr.,
21410                          * p. 227, chapter "Unsigned Division by 3" for details and proofs.
21411                          *
21412                          * N / 3 <=> M * N / 2^33, where M = (2^33 + 1) / 3 = 0xaaaaaaab.
21413                          */
21414                         insn_buf[1] = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, 0xaaaaaaab);
21415                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_MUL, BPF_REG_2, BPF_REG_0);
21416                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH, BPF_REG_2, 36);
21417
21418                         /* call perf_snapshot_branch_stack implementation */
21419                         insn_buf[4] = BPF_EMIT_CALL(static_call_query(perf_snapshot_branch_stack));
21420                         /* if (entry_cnt == 0) return -ENOENT */
21421                         insn_buf[5] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, 4);
21422                         /* return entry_cnt * sizeof(struct perf_branch_entry) */
21423                         insn_buf[6] = BPF_ALU32_IMM(BPF_MUL, BPF_REG_0, br_entry_size);
21424                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(3);
21425                         /* return -EINVAL; */
21426                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
21427                         insn_buf[9] = BPF_JMP_A(1);
21428                         /* return -ENOENT; */
21429                         insn_buf[10] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -ENOENT);
21430                         cnt = 11;
21431
21432                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21433                         if (!new_prog)
21434                                 return -ENOMEM;
21435
21436                         delta    += cnt - 1;
21437                         env->prog = prog = new_prog;
21438                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21439                         goto next_insn;
21440                 }
21441
21442                 /* Implement bpf_kptr_xchg inline */
21443                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
21444                     insn->imm == BPF_FUNC_kptr_xchg &&
21445                     bpf_jit_supports_ptr_xchg()) {
21446                         insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_2);
21447                         insn_buf[1] = BPF_ATOMIC_OP(BPF_DW, BPF_XCHG, BPF_REG_1, BPF_REG_0, 0);
21448                         cnt = 2;
21449
21450                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
21451                         if (!new_prog)
21452                                 return -ENOMEM;
21453
21454                         delta    += cnt - 1;
21455                         env->prog = prog = new_prog;
21456                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
21457                         goto next_insn;
21458                 }
21459 patch_call_imm:
21460                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
21461                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
21462                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
21463                  */
21464                 if (!fn->func) {
21465                         verbose(env,
21466                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
21467                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
21468                         return -EFAULT;
21469                 }
21470                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
21471 next_insn:
21472                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
21473                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
21474                         subprogs[cur_subprog].stack_extra = stack_depth_extra;
21475                         cur_subprog++;
21476                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
21477                         stack_depth_extra = 0;
21478                 }
21479                 i++;
21480                 insn++;
21481         }
21482
21483         env->prog->aux->stack_depth = subprogs[0].stack_depth;
21484         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
21485                 int subprog_start = subprogs[i].start;
21486                 int stack_slots = subprogs[i].stack_extra / 8;
21487
21488                 if (!stack_slots)
21489                         continue;
21490                 if (stack_slots > 1) {
21491                         verbose(env, "verifier bug: stack_slots supports may_goto only\n");
21492                         return -EFAULT;
21493                 }
21494
21495                 /* Add ST insn to subprog prologue to init extra stack */
21496                 insn_buf[0] = BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
21497                                          -subprogs[i].stack_depth, BPF_MAX_LOOPS);
21498                 /* Copy first actual insn to preserve it */
21499                 insn_buf[1] = env->prog->insnsi[subprog_start];
21500
21501                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, subprog_start, insn_buf, 2);
21502                 if (!new_prog)
21503                         return -ENOMEM;
21504                 env->prog = prog = new_prog;
21505                 /*
21506                  * If may_goto is a first insn of a prog there could be a jmp
21507                  * insn that points to it, hence adjust all such jmps to point
21508                  * to insn after BPF_ST that inits may_goto count.
21509                  * Adjustment will succeed because bpf_patch_insn_data() didn't fail.
21510                  */
21511                 WARN_ON(adjust_jmp_off(env->prog, subprog_start, 1));
21512         }
21513
21514         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
21515         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
21516                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
21517                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
21518                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
21519                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
21520                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
21521                         return -EINVAL;
21522                 }
21523
21524                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
21525                 if (ret < 0) {
21526                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
21527                         return ret;
21528                 }
21529         }
21530
21531         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
21532
21533         return 0;
21534 }
21535
21536 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
21537                                         int position,
21538                                         s32 stack_base,
21539                                         u32 callback_subprogno,
21540                                         u32 *total_cnt)
21541 {
21542         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
21543         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
21544         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
21545         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
21546         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
21547         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
21548
21549         struct bpf_insn *insn_buf = env->insn_buf;
21550         struct bpf_prog *new_prog;
21551         u32 callback_start;
21552         u32 call_insn_offset;
21553         s32 callback_offset;
21554         u32 cnt = 0;
21555
21556         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
21557          * be careful to modify this code in sync.
21558          */
21559
21560         /* Return error and jump to the end of the patch if
21561          * expected number of iterations is too big.
21562          */
21563         insn_buf[cnt++] = BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2);
21564         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG);
21565         insn_buf[cnt++] = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16);
21566         /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
21567         insn_buf[cnt++] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset);
21568         insn_buf[cnt++] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset);
21569         insn_buf[cnt++] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset);
21570         /* initialize loop vars */
21571         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1);
21572         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0);
21573         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3);
21574         /* loop header,
21575          * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
21576          */
21577         insn_buf[cnt++] = BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5);
21578         /* callback call,
21579          * correct callback offset would be set after patching
21580          */
21581         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt);
21582         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx);
21583         insn_buf[cnt++] = BPF_CALL_REL(0);
21584         /* increment loop counter */
21585         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1);
21586         /* jump to loop header if callback returned 0 */
21587         insn_buf[cnt++] = BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6);
21588         /* return value of bpf_loop,
21589          * set R0 to the number of iterations
21590          */
21591         insn_buf[cnt++] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt);
21592         /* restore original values of R6, R7, R8 */
21593         insn_buf[cnt++] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset);
21594         insn_buf[cnt++] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset);
21595         insn_buf[cnt++] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset);
21596
21597         *total_cnt = cnt;
21598         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, cnt);
21599         if (!new_prog)
21600                 return new_prog;
21601
21602         /* callback start is known only after patching */
21603         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
21604         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
21605         call_insn_offset = position + 12;
21606         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
21607         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
21608
21609         return new_prog;
21610 }
21611
21612 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
21613 {
21614         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
21615                 insn->src_reg == 0 &&
21616                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
21617 }
21618
21619 /* For all sub-programs in the program (including main) check
21620  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
21621  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
21622  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
21623  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
21624  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
21625  * registers are used to store the loop bound, counter and context
21626  * variables.
21627  */
21628 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
21629 {
21630         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
21631         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
21632         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
21633         int insn_cnt = env->prog->len;
21634         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
21635         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
21636         u16 stack_depth_extra = 0;
21637
21638         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
21639                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
21640                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
21641
21642                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
21643                         struct bpf_prog *new_prog;
21644
21645                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
21646                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
21647                                                    i + delta,
21648                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
21649                                                    inline_state->callback_subprogno,
21650                                                    &cnt);
21651                         if (!new_prog)
21652                                 return -ENOMEM;
21653
21654                         delta     += cnt - 1;
21655                         env->prog  = new_prog;
21656                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
21657                 }
21658
21659                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
21660                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
21661                         cur_subprog++;
21662                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
21663                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
21664                         stack_depth_extra = 0;
21665                 }
21666         }
21667
21668         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
21669
21670         return 0;
21671 }
21672
21673 /* Remove unnecessary spill/fill pairs, members of fastcall pattern,
21674  * adjust subprograms stack depth when possible.
21675  */
21676 static int remove_fastcall_spills_fills(struct bpf_verifier_env *env)
21677 {
21678         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
21679         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
21680         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
21681         int insn_cnt = env->prog->len;
21682         u32 spills_num;
21683         bool modified = false;
21684         int i, j;
21685
21686         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
21687                 if (aux[i].fastcall_spills_num > 0) {
21688                         spills_num = aux[i].fastcall_spills_num;
21689                         /* NOPs would be removed by opt_remove_nops() */
21690                         for (j = 1; j <= spills_num; ++j) {
21691                                 *(insn - j) = NOP;
21692                                 *(insn + j) = NOP;
21693                         }
21694                         modified = true;
21695                 }
21696                 if ((subprog + 1)->start == i + 1) {
21697                         if (modified && !subprog->keep_fastcall_stack)
21698                                 subprog->stack_depth = -subprog->fastcall_stack_off;
21699                         subprog++;
21700                         modified = false;
21701                 }
21702         }
21703
21704         return 0;
21705 }
21706
21707 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
21708 {
21709         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
21710         int i;
21711
21712         sl = env->free_list;
21713         while (sl) {
21714                 sln = sl->next;
21715                 free_verifier_state(&sl->state, false);
21716                 kfree(sl);
21717                 sl = sln;
21718         }
21719         env->free_list = NULL;
21720
21721         if (!env->explored_states)
21722                 return;
21723
21724         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
21725                 sl = env->explored_states[i];
21726
21727                 while (sl) {
21728                         sln = sl->next;
21729                         free_verifier_state(&sl->state, false);
21730                         kfree(sl);
21731                         sl = sln;
21732                 }
21733                 env->explored_states[i] = NULL;
21734         }
21735 }
21736
21737 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
21738 {
21739         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
21740         struct bpf_subprog_info *sub = subprog_info(env, subprog);
21741         struct bpf_verifier_state *state;
21742         struct bpf_reg_state *regs;
21743         int ret, i;
21744
21745         env->prev_linfo = NULL;
21746         env->pass_cnt++;
21747
21748         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
21749         if (!state)
21750                 return -ENOMEM;
21751         state->curframe = 0;
21752         state->speculative = false;
21753         state->branches = 1;
21754         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
21755         if (!state->frame[0]) {
21756                 kfree(state);
21757                 return -ENOMEM;
21758         }
21759         env->cur_state = state;
21760         init_func_state(env, state->frame[0],
21761                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
21762                         0 /* frameno */,
21763                         subprog);
21764         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
21765         state->last_insn_idx = -1;
21766
21767         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
21768         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
21769                 const char *sub_name = subprog_name(env, subprog);
21770                 struct bpf_subprog_arg_info *arg;
21771                 struct bpf_reg_state *reg;
21772
21773                 verbose(env, "Validating %s() func#%d...\n", sub_name, subprog);
21774                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog);
21775                 if (ret)
21776                         goto out;
21777
21778                 if (subprog_is_exc_cb(env, subprog)) {
21779                         state->frame[0]->in_exception_callback_fn = true;
21780                         /* We have already ensured that the callback returns an integer, just
21781                          * like all global subprogs. We need to determine it only has a single
21782                          * scalar argument.
21783                          */
21784                         if (sub->arg_cnt != 1 || sub->args[0].arg_type != ARG_ANYTHING) {
21785                                 verbose(env, "exception cb only supports single integer argument\n");
21786                                 ret = -EINVAL;
21787                                 goto out;
21788                         }
21789                 }
21790                 for (i = BPF_REG_1; i <= sub->arg_cnt; i++) {
21791                         arg = &sub->args[i - BPF_REG_1];
21792                         reg = &regs[i];
21793
21794                         if (arg->arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
21795                                 reg->type = PTR_TO_CTX;
21796                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
21797                         } else if (arg->arg_type == ARG_ANYTHING) {
21798                                 reg->type = SCALAR_VALUE;
21799                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
21800                         } else if (arg->arg_type == (ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY)) {
21801                                 /* assume unspecial LOCAL dynptr type */
21802                                 __mark_dynptr_reg(reg, BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL, true, ++env->id_gen);
21803                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM) {
21804                                 reg->type = PTR_TO_MEM;
21805                                 if (arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
21806                                         reg->type |= PTR_MAYBE_NULL;
21807                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
21808                                 reg->mem_size = arg->mem_size;
21809                                 reg->id = ++env->id_gen;
21810                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
21811                                 reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
21812                                 if (arg->arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
21813                                         reg->type |= PTR_MAYBE_NULL;
21814                                 if (arg->arg_type & PTR_UNTRUSTED)
21815                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
21816                                 if (arg->arg_type & PTR_TRUSTED)
21817                                         reg->type |= PTR_TRUSTED;
21818                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
21819                                 reg->btf = bpf_get_btf_vmlinux(); /* can't fail at this point */
21820                                 reg->btf_id = arg->btf_id;
21821                                 reg->id = ++env->id_gen;
21822                         } else if (base_type(arg->arg_type) == ARG_PTR_TO_ARENA) {
21823                                 /* caller can pass either PTR_TO_ARENA or SCALAR */
21824                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
21825                         } else {
21826                                 WARN_ONCE(1, "BUG: unhandled arg#%d type %d\n",
21827                                           i - BPF_REG_1, arg->arg_type);
21828                                 ret = -EFAULT;
21829                                 goto out;
21830                         }
21831                 }
21832         } else {
21833                 /* if main BPF program has associated BTF info, validate that
21834                  * it's matching expected signature, and otherwise mark BTF
21835                  * info for main program as unreliable
21836                  */
21837                 if (env->prog->aux->func_info_aux) {
21838                         ret = btf_prepare_func_args(env, 0);
21839                         if (ret || sub->arg_cnt != 1 || sub->args[0].arg_type != ARG_PTR_TO_CTX)
21840                                 env->prog->aux->func_info_aux[0].unreliable = true;
21841                 }
21842
21843                 /* 1st arg to a function */
21844                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
21845                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
21846         }
21847
21848         ret = do_check(env);
21849 out:
21850         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
21851          * do_check() under memory pressure.
21852          */
21853         if (env->cur_state) {
21854                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
21855                 env->cur_state = NULL;
21856         }
21857         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
21858         if (!ret && pop_log)
21859                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
21860         free_states(env);
21861         return ret;
21862 }
21863
21864 /* Lazily verify all global functions based on their BTF, if they are called
21865  * from main BPF program or any of subprograms transitively.
21866  * BPF global subprogs called from dead code are not validated.
21867  * All callable global functions must pass verification.
21868  * Otherwise the whole program is rejected.
21869  * Consider:
21870  * int bar(int);
21871  * int foo(int f)
21872  * {
21873  *    return bar(f);
21874  * }
21875  * int bar(int b)
21876  * {
21877  *    ...
21878  * }
21879  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
21880  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
21881  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
21882  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
21883  */
21884 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
21885 {
21886         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
21887         struct bpf_func_info_aux *sub_aux;
21888         int i, ret, new_cnt;
21889
21890         if (!aux->func_info)
21891                 return 0;
21892
21893         /* exception callback is presumed to be always called */
21894         if (env->exception_callback_subprog)
21895                 subprog_aux(env, env->exception_callback_subprog)->called = true;
21896
21897 again:
21898         new_cnt = 0;
21899         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
21900                 if (!subprog_is_global(env, i))
21901                         continue;
21902
21903                 sub_aux = subprog_aux(env, i);
21904                 if (!sub_aux->called || sub_aux->verified)
21905                         continue;
21906
21907                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
21908                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
21909                 ret = do_check_common(env, i);
21910                 if (ret) {
21911                         return ret;
21912                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
21913                         verbose(env, "Func#%d ('%s') is safe for any args that match its prototype\n",
21914                                 i, subprog_name(env, i));
21915                 }
21916
21917                 /* We verified new global subprog, it might have called some
21918                  * more global subprogs that we haven't verified yet, so we
21919                  * need to do another pass over subprogs to verify those.
21920                  */
21921                 sub_aux->verified = true;
21922                 new_cnt++;
21923         }
21924
21925         /* We can't loop forever as we verify at least one global subprog on
21926          * each pass.
21927          */
21928         if (new_cnt)
21929                 goto again;
21930
21931         return 0;
21932 }
21933
21934 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
21935 {
21936         int ret;
21937
21938         env->insn_idx = 0;
21939         ret = do_check_common(env, 0);
21940         if (!ret)
21941                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
21942         return ret;
21943 }
21944
21945
21946 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
21947 {
21948         int i;
21949
21950         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
21951                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
21952                         div_u64(env->verification_time, 1000));
21953                 verbose(env, "stack depth ");
21954                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
21955                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
21956
21957                         verbose(env, "%d", depth);
21958                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
21959                                 verbose(env, "+");
21960                 }
21961                 verbose(env, "\n");
21962         }
21963         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
21964                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
21965                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
21966                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
21967                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
21968 }
21969
21970 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
21971 {
21972         const struct btf_type *t, *func_proto;
21973         const struct bpf_struct_ops_desc *st_ops_desc;
21974         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
21975         const struct btf_member *member;
21976         struct bpf_prog *prog = env->prog;
21977         u32 btf_id, member_idx;
21978         struct btf *btf;
21979         const char *mname;
21980         int err;
21981
21982         if (!prog->gpl_compatible) {
21983                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
21984                 return -EINVAL;
21985         }
21986
21987         if (!prog->aux->attach_btf_id)
21988                 return -ENOTSUPP;
21989
21990         btf = prog->aux->attach_btf;
21991         if (btf_is_module(btf)) {
21992                 /* Make sure st_ops is valid through the lifetime of env */
21993                 env->attach_btf_mod = btf_try_get_module(btf);
21994                 if (!env->attach_btf_mod) {
21995                         verbose(env, "struct_ops module %s is not found\n",
21996                                 btf_get_name(btf));
21997                         return -ENOTSUPP;
21998                 }
21999         }
22000
22001         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
22002         st_ops_desc = bpf_struct_ops_find(btf, btf_id);
22003         if (!st_ops_desc) {
22004                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
22005                         btf_id);
22006                 return -ENOTSUPP;
22007         }
22008         st_ops = st_ops_desc->st_ops;
22009
22010         t = st_ops_desc->type;
22011         member_idx = prog->expected_attach_type;
22012         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
22013                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
22014                         member_idx, st_ops->name);
22015                 return -EINVAL;
22016         }
22017
22018         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
22019         mname = btf_name_by_offset(btf, member->name_off);
22020         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf, member->type,
22021                                                NULL);
22022         if (!func_proto) {
22023                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
22024                         mname, member_idx, st_ops->name);
22025                 return -EINVAL;
22026         }
22027
22028         err = bpf_struct_ops_supported(st_ops, __btf_member_bit_offset(t, member) / 8);
22029         if (err) {
22030                 verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
22031                         mname, st_ops->name);
22032                 return err;
22033         }
22034
22035         if (st_ops->check_member) {
22036                 err = st_ops->check_member(t, member, prog);
22037
22038                 if (err) {
22039                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
22040                                 mname, st_ops->name);
22041                         return err;
22042                 }
22043         }
22044
22045         if (prog->aux->priv_stack_requested && !bpf_jit_supports_private_stack()) {
22046                 verbose(env, "Private stack not supported by jit\n");
22047                 return -EACCES;
22048         }
22049
22050         /* btf_ctx_access() used this to provide argument type info */
22051         prog->aux->ctx_arg_info =
22052                 st_ops_desc->arg_info[member_idx].info;
22053         prog->aux->ctx_arg_info_size =
22054                 st_ops_desc->arg_info[member_idx].cnt;
22055
22056         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
22057         prog->aux->attach_func_name = mname;
22058         env->ops = st_ops->verifier_ops;
22059
22060         return 0;
22061 }
22062 #define SECURITY_PREFIX "security_"
22063
22064 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
22065 {
22066         if (within_error_injection_list(addr) ||
22067             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
22068                 return 0;
22069
22070         return -EINVAL;
22071 }
22072
22073 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
22074  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
22075  */
22076 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
22077 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
22078  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
22079  */
22080 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
22081 #ifdef CONFIG_FAIL_PAGE_ALLOC
22082 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
22083 #endif
22084 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
22085 BTF_ID(func, should_failslab)
22086 #endif
22087 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
22088
22089 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
22090 {
22091         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
22092 }
22093
22094 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
22095                             const struct bpf_prog *prog,
22096                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
22097                             u32 btf_id,
22098                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
22099 {
22100         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
22101         bool prog_tracing = prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING;
22102         char trace_symbol[KSYM_SYMBOL_LEN];
22103         const char prefix[] = "btf_trace_";
22104         struct bpf_raw_event_map *btp;
22105         int ret = 0, subprog = -1, i;
22106         const struct btf_type *t;
22107         bool conservative = true;
22108         const char *tname, *fname;
22109         struct btf *btf;
22110         long addr = 0;
22111         struct module *mod = NULL;
22112
22113         if (!btf_id) {
22114                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
22115                 return -EINVAL;
22116         }
22117         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
22118         if (!btf) {
22119                 bpf_log(log,
22120                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
22121                 return -EINVAL;
22122         }
22123         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
22124         if (!t) {
22125                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
22126                 return -EINVAL;
22127         }
22128         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
22129         if (!tname) {
22130                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
22131                 return -EINVAL;
22132         }
22133         if (tgt_prog) {
22134                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
22135                 bool tgt_changes_pkt_data;
22136
22137                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
22138                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
22139                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
22140                         return -EINVAL;
22141                 }
22142
22143                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
22144                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
22145                                 subprog = i;
22146                                 break;
22147                         }
22148                 if (subprog == -1) {
22149                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
22150                         return -EINVAL;
22151                 }
22152                 if (aux->func && aux->func[subprog]->aux->exception_cb) {
22153                         bpf_log(log,
22154                                 "%s programs cannot attach to exception callback\n",
22155                                 prog_extension ? "Extension" : "FENTRY/FEXIT");
22156                         return -EINVAL;
22157                 }
22158                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
22159                 if (prog_extension) {
22160                         if (conservative) {
22161                                 bpf_log(log,
22162                                         "Cannot replace static functions\n");
22163                                 return -EINVAL;
22164                         }
22165                         if (!prog->jit_requested) {
22166                                 bpf_log(log,
22167                                         "Extension programs should be JITed\n");
22168                                 return -EINVAL;
22169                         }
22170                         tgt_changes_pkt_data = aux->func
22171                                                ? aux->func[subprog]->aux->changes_pkt_data
22172                                                : aux->changes_pkt_data;
22173                         if (prog->aux->changes_pkt_data && !tgt_changes_pkt_data) {
22174                                 bpf_log(log,
22175                                         "Extension program changes packet data, while original does not\n");
22176                                 return -EINVAL;
22177                         }
22178                 }
22179                 if (!tgt_prog->jited) {
22180                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
22181                         return -EINVAL;
22182                 }
22183                 if (prog_tracing) {
22184                         if (aux->attach_tracing_prog) {
22185                                 /*
22186                                  * Target program is an fentry/fexit which is already attached
22187                                  * to another tracing program. More levels of nesting
22188                                  * attachment are not allowed.
22189                                  */
22190                                 bpf_log(log, "Cannot nest tracing program attach more than once\n");
22191                                 return -EINVAL;
22192                         }
22193                 } else if (tgt_prog->type == prog->type) {
22194                         /*
22195                          * To avoid potential call chain cycles, prevent attaching of a
22196                          * program extension to another extension. It's ok to attach
22197                          * fentry/fexit to extension program.
22198                          */
22199                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
22200                         return -EINVAL;
22201                 }
22202                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
22203                     prog_extension &&
22204                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
22205                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
22206                         /* Program extensions can extend all program types
22207                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
22208                          * The fentry/fexit programs are used for performance
22209                          * analysis, stats and can be attached to any program
22210                          * type. When extension program is replacing XDP function
22211                          * it is necessary to allow performance analysis of all
22212                          * functions. Both original XDP program and its program
22213                          * extension. Hence attaching fentry/fexit to
22214                          * BPF_PROG_TYPE_EXT is allowed. If extending of
22215                          * fentry/fexit was allowed it would be possible to create
22216                          * long call chain fentry->extension->fentry->extension
22217                          * beyond reasonable stack size. Hence extending fentry
22218                          * is not allowed.
22219                          */
22220                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
22221                         return -EINVAL;
22222                 }
22223         } else {
22224                 if (prog_extension) {
22225                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
22226                         return -EINVAL;
22227                 }
22228         }
22229
22230         switch (prog->expected_attach_type) {
22231         case BPF_TRACE_RAW_TP:
22232                 if (tgt_prog) {
22233                         bpf_log(log,
22234                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
22235                         return -EINVAL;
22236                 }
22237                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
22238                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
22239                                 btf_id);
22240                         return -EINVAL;
22241                 }
22242                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
22243                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
22244                                 btf_id, tname);
22245                         return -EINVAL;
22246                 }
22247                 tname += sizeof(prefix) - 1;
22248
22249                 /* The func_proto of "btf_trace_##tname" is generated from typedef without argument
22250                  * names. Thus using bpf_raw_event_map to get argument names.
22251                  */
22252                 btp = bpf_get_raw_tracepoint(tname);
22253                 if (!btp)
22254                         return -EINVAL;
22255                 fname = kallsyms_lookup((unsigned long)btp->bpf_func, NULL, NULL, NULL,
22256                                         trace_symbol);
22257                 bpf_put_raw_tracepoint(btp);
22258
22259                 if (fname)
22260                         ret = btf_find_by_name_kind(btf, fname, BTF_KIND_FUNC);
22261
22262                 if (!fname || ret < 0) {
22263                         bpf_log(log, "Cannot find btf of tracepoint template, fall back to %s%s.\n",
22264                                 prefix, tname);
22265                         t = btf_type_by_id(btf, t->type);
22266                         if (!btf_type_is_ptr(t))
22267                                 /* should never happen in valid vmlinux build */
22268                                 return -EINVAL;
22269                 } else {
22270                         t = btf_type_by_id(btf, ret);
22271                         if (!btf_type_is_func(t))
22272                                 /* should never happen in valid vmlinux build */
22273                                 return -EINVAL;
22274                 }
22275
22276                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
22277                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
22278                         /* should never happen in valid vmlinux build */
22279                         return -EINVAL;
22280
22281                 break;
22282         case BPF_TRACE_ITER:
22283                 if (!btf_type_is_func(t)) {
22284                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
22285                                 btf_id);
22286                         return -EINVAL;
22287                 }
22288                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
22289                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
22290                         return -EINVAL;
22291                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
22292                 if (ret)
22293                         return ret;
22294                 break;
22295         default:
22296                 if (!prog_extension)
22297                         return -EINVAL;
22298                 fallthrough;
22299         case BPF_MODIFY_RETURN:
22300         case BPF_LSM_MAC:
22301         case BPF_LSM_CGROUP:
22302         case BPF_TRACE_FENTRY:
22303         case BPF_TRACE_FEXIT:
22304                 if (!btf_type_is_func(t)) {
22305                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
22306                                 btf_id);
22307                         return -EINVAL;
22308                 }
22309                 if (prog_extension &&
22310                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
22311                         return -EINVAL;
22312                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
22313                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
22314                         return -EINVAL;
22315
22316                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
22317                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
22318                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
22319                         return -EINVAL;
22320
22321                 if (tgt_prog && conservative)
22322                         t = NULL;
22323
22324                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
22325                 if (ret < 0)
22326                         return ret;
22327
22328                 if (tgt_prog) {
22329                         if (subprog == 0)
22330                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
22331                         else
22332                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
22333                 } else {
22334                         if (btf_is_module(btf)) {
22335                                 mod = btf_try_get_module(btf);
22336                                 if (mod)
22337                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
22338                                 else
22339                                         addr = 0;
22340                         } else {
22341                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
22342                         }
22343                         if (!addr) {
22344                                 module_put(mod);
22345                                 bpf_log(log,
22346                                         "The address of function %s cannot be found\n",
22347                                         tname);
22348                                 return -ENOENT;
22349                         }
22350                 }
22351
22352                 if (prog->sleepable) {
22353                         ret = -EINVAL;
22354                         switch (prog->type) {
22355                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
22356
22357                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
22358                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
22359                                  */
22360                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
22361                                     within_error_injection_list(addr))
22362                                         ret = 0;
22363                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
22364                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
22365                                  */
22366                                 else {
22367                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
22368                                                                                 prog);
22369
22370                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
22371                                                 ret = 0;
22372                                 }
22373                                 break;
22374                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
22375                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
22376                                  * Only some of them are sleepable.
22377                                  */
22378                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
22379                                         ret = 0;
22380                                 break;
22381                         default:
22382                                 break;
22383                         }
22384                         if (ret) {
22385                                 module_put(mod);
22386                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
22387                                 return ret;
22388                         }
22389                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
22390                         if (tgt_prog) {
22391                                 module_put(mod);
22392                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
22393                                 return -EINVAL;
22394                         }
22395                         ret = -EINVAL;
22396                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
22397                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
22398                                 ret = 0;
22399                         if (ret) {
22400                                 module_put(mod);
22401                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
22402                                 return ret;
22403                         }
22404                 }
22405
22406                 break;
22407         }
22408         tgt_info->tgt_addr = addr;
22409         tgt_info->tgt_name = tname;
22410         tgt_info->tgt_type = t;
22411         tgt_info->tgt_mod = mod;
22412         return 0;
22413 }
22414
22415 BTF_SET_START(btf_id_deny)
22416 BTF_ID_UNUSED
22417 #ifdef CONFIG_SMP
22418 BTF_ID(func, migrate_disable)
22419 BTF_ID(func, migrate_enable)
22420 #endif
22421 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
22422 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
22423 #endif
22424 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
22425 BTF_ID(func, preempt_count_add)
22426 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
22427 #endif
22428 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
22429 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
22430 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
22431 #endif
22432 BTF_SET_END(btf_id_deny)
22433
22434 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
22435 {
22436         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
22437                 switch (prog->expected_attach_type) {
22438                 case BPF_TRACE_FENTRY:
22439                 case BPF_TRACE_FEXIT:
22440                 case BPF_MODIFY_RETURN:
22441                 case BPF_TRACE_ITER:
22442                         return true;
22443                 default:
22444                         return false;
22445                 }
22446         }
22447         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
22448                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
22449                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
22450 }
22451
22452 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
22453 {
22454         struct bpf_prog *prog = env->prog;
22455         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
22456         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
22457         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
22458         struct bpf_trampoline *tr;
22459         int ret;
22460         u64 key;
22461
22462         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
22463                 if (prog->sleepable)
22464                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
22465                         return 0;
22466                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
22467                 return -EINVAL;
22468         }
22469
22470         if (prog->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
22471                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
22472                 return -EINVAL;
22473         }
22474
22475         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
22476                 return check_struct_ops_btf_id(env);
22477
22478         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
22479             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
22480             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
22481                 return 0;
22482
22483         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
22484         if (ret)
22485                 return ret;
22486
22487         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
22488                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
22489                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
22490                  * verification
22491                  */
22492                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
22493                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
22494         }
22495
22496         /* store info about the attachment target that will be used later */
22497         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
22498         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
22499         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
22500
22501         if (tgt_prog) {
22502                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
22503                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
22504         }
22505
22506         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
22507                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
22508                 return 0;
22509         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
22510                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
22511                         return -EINVAL;
22512                 return 0;
22513         }
22514
22515         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
22516                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
22517                 if (ret < 0)
22518                         return ret;
22519         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
22520                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
22521                 return -EINVAL;
22522         }
22523
22524         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
22525         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
22526         if (!tr)
22527                 return -ENOMEM;
22528
22529         if (tgt_prog && tgt_prog->aux->tail_call_reachable)
22530                 tr->flags = BPF_TRAMP_F_TAIL_CALL_CTX;
22531
22532         prog->aux->dst_trampoline = tr;
22533         return 0;
22534 }
22535
22536 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
22537 {
22538         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
22539                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
22540                 if (!btf_vmlinux)
22541                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
22542                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
22543         }
22544         return btf_vmlinux;
22545 }
22546
22547 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
22548 {
22549         u64 start_time = ktime_get_ns();
22550         struct bpf_verifier_env *env;
22551         int i, len, ret = -EINVAL, err;
22552         u32 log_true_size;
22553         bool is_priv;
22554
22555         /* no program is valid */
22556         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
22557                 return -EINVAL;
22558
22559         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
22560          * allocate/free it every time bpf_check() is called
22561          */
22562         env = kvzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
22563         if (!env)
22564                 return -ENOMEM;
22565
22566         env->bt.env = env;
22567
22568         len = (*prog)->len;
22569         env->insn_aux_data =
22570                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
22571         ret = -ENOMEM;
22572         if (!env->insn_aux_data)
22573                 goto err_free_env;
22574         for (i = 0; i < len; i++)
22575                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
22576         env->prog = *prog;
22577         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
22578         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
22579
22580         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks(env->prog->aux->token);
22581         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack(env->prog->aux->token);
22582         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1(env->prog->aux->token);
22583         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4(env->prog->aux->token);
22584         env->bpf_capable = is_priv = bpf_token_capable(env->prog->aux->token, CAP_BPF);
22585
22586         bpf_get_btf_vmlinux();
22587
22588         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
22589         if (!is_priv)
22590                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
22591
22592         /* user could have requested verbose verifier output
22593          * and supplied buffer to store the verification trace
22594          */
22595         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
22596                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
22597                             attr->log_size);
22598         if (ret)
22599                 goto err_unlock;
22600
22601         mark_verifier_state_clean(env);
22602
22603         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
22604                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
22605                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
22606                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
22607                 goto skip_full_check;
22608         }
22609
22610         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
22611         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
22612                 env->strict_alignment = true;
22613         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
22614                 env->strict_alignment = false;
22615
22616         if (is_priv)
22617                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
22618         env->test_reg_invariants = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_REG_INVARIANTS;
22619
22620         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
22621                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
22622                                        GFP_USER);
22623         ret = -ENOMEM;
22624         if (!env->explored_states)
22625                 goto skip_full_check;
22626
22627         ret = check_btf_info_early(env, attr, uattr);
22628         if (ret < 0)
22629                 goto skip_full_check;
22630
22631         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
22632         if (ret < 0)
22633                 goto skip_full_check;
22634
22635         ret = check_subprogs(env);
22636         if (ret < 0)
22637                 goto skip_full_check;
22638
22639         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
22640         if (ret < 0)
22641                 goto skip_full_check;
22642
22643         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
22644         if (ret < 0)
22645                 goto skip_full_check;
22646
22647         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
22648                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
22649                 if (ret)
22650                         goto skip_full_check;
22651         }
22652
22653         ret = check_cfg(env);
22654         if (ret < 0)
22655                 goto skip_full_check;
22656
22657         ret = check_attach_btf_id(env);
22658         if (ret)
22659                 goto skip_full_check;
22660
22661         ret = mark_fastcall_patterns(env);
22662         if (ret < 0)
22663                 goto skip_full_check;
22664
22665         ret = do_check_main(env);
22666         ret = ret ?: do_check_subprogs(env);
22667
22668         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
22669                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
22670
22671 skip_full_check:
22672         kvfree(env->explored_states);
22673
22674         /* might decrease stack depth, keep it before passes that
22675          * allocate additional slots.
22676          */
22677         if (ret == 0)
22678                 ret = remove_fastcall_spills_fills(env);
22679
22680         if (ret == 0)
22681                 ret = check_max_stack_depth(env);
22682
22683         /* instruction rewrites happen after this point */
22684         if (ret == 0)
22685                 ret = optimize_bpf_loop(env);
22686
22687         if (is_priv) {
22688                 if (ret == 0)
22689                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
22690                 if (ret == 0)
22691                         ret = opt_remove_dead_code(env);
22692                 if (ret == 0)
22693                         ret = opt_remove_nops(env);
22694         } else {
22695                 if (ret == 0)
22696                         sanitize_dead_code(env);
22697         }
22698
22699         if (ret == 0)
22700                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
22701                 ret = convert_ctx_accesses(env);
22702
22703         if (ret == 0)
22704                 ret = do_misc_fixups(env);
22705
22706         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
22707          * insns could be handled correctly.
22708          */
22709         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
22710                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
22711                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
22712                                                                      : false;
22713         }
22714
22715         if (ret == 0)
22716                 ret = fixup_call_args(env);
22717
22718         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
22719         print_verification_stats(env);
22720         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
22721
22722         /* preserve original error even if log finalization is successful */
22723         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
22724         if (err)
22725                 ret = err;
22726
22727         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
22728             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
22729                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
22730                 ret = -EFAULT;
22731                 goto err_release_maps;
22732         }
22733
22734         if (ret)
22735                 goto err_release_maps;
22736
22737         if (env->used_map_cnt) {
22738                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
22739                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
22740                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
22741                                                           GFP_KERNEL);
22742
22743                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
22744                         ret = -ENOMEM;
22745                         goto err_release_maps;
22746                 }
22747
22748                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
22749                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
22750                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
22751         }
22752         if (env->used_btf_cnt) {
22753                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
22754                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
22755                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
22756                                                           GFP_KERNEL);
22757                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
22758                         ret = -ENOMEM;
22759                         goto err_release_maps;
22760                 }
22761
22762                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
22763                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
22764                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
22765         }
22766         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
22767                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
22768                  * bpf_ld_imm64 instructions
22769                  */
22770                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
22771         }
22772
22773         adjust_btf_func(env);
22774
22775 err_release_maps:
22776         if (!env->prog->aux->used_maps)
22777                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
22778                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
22779                  */
22780                 release_maps(env);
22781         if (!env->prog->aux->used_btfs)
22782                 release_btfs(env);
22783
22784         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
22785            for verification purposes, so set it back to zero before returning
22786          */
22787         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
22788                 env->prog->expected_attach_type = 0;
22789
22790         *prog = env->prog;
22791
22792         module_put(env->attach_btf_mod);
22793 err_unlock:
22794         if (!is_priv)
22795                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
22796         vfree(env->insn_aux_data);
22797         kvfree(env->insn_hist);
22798 err_free_env:
22799         kvfree(env);
22800         return ret;
22801 }
This page took 1.372246 seconds and 4 git commands to generate.