arch/powerpc/net/bpf_jit_comp32.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * eBPF JIT compiler for PPC32
   4  *
   5  * Copyright 2020 Christophe Leroy <[email protected]>
   6  *                CS GROUP France
   7  *
   8  * Based on PPC64 eBPF JIT compiler by Naveen N. Rao
   9  */
  10 #include <linux/moduleloader.h>
  11 #include <asm/cacheflush.h>
  12 #include <asm/asm-compat.h>
  13 #include <linux/netdevice.h>
  14 #include <linux/filter.h>
  15 #include <linux/if_vlan.h>
  16 #include <asm/kprobes.h>
  17 #include <linux/bpf.h>
  18
  19 #include "bpf_jit.h"
  20
  21 /*
  22  * Stack layout:
  23  *
  24  *              [       prev sp         ] <-------------
  25  *              [   nv gpr save area    ] 16 * 4        |
  26  * fp (r31) --> [   ebpf stack space    ] upto 512      |
  27  *              [     frame header      ] 16            |
  28  * sp (r1) ---> [    stack pointer      ] --------------
  29  */
  30
  31 /* for gpr non volatile registers r17 to r31 (14) + tail call */
  32 #define BPF_PPC_STACK_SAVE      (15 * 4 + 4)
  33 /* stack frame, ensure this is quadword aligned */
  34 #define BPF_PPC_STACKFRAME(ctx) (STACK_FRAME_MIN_SIZE + BPF_PPC_STACK_SAVE + (ctx)->stack_size)
  35
  36 #define PPC_EX32(r, i)          EMIT(PPC_RAW_LI((r), (i) < 0 ? -1 : 0))
  37
  38 /* PPC NVR range -- update this if we ever use NVRs below r17 */
  39 #define BPF_PPC_NVR_MIN         _R17
  40 #define BPF_PPC_TC              _R16
  41
  42 /* BPF register usage */
  43 #define TMP_REG                 (MAX_BPF_JIT_REG + 0)
  44
  45 /* BPF to ppc register mappings */
  46 void bpf_jit_init_reg_mapping(struct codegen_context *ctx)
  47 {
  48         /* function return value */
  49         ctx->b2p[BPF_REG_0] = _R12;
  50         /* function arguments */
  51         ctx->b2p[BPF_REG_1] = _R4;
  52         ctx->b2p[BPF_REG_2] = _R6;
  53         ctx->b2p[BPF_REG_3] = _R8;
  54         ctx->b2p[BPF_REG_4] = _R10;
  55         ctx->b2p[BPF_REG_5] = _R22;
  56         /* non volatile registers */
  57         ctx->b2p[BPF_REG_6] = _R24;
  58         ctx->b2p[BPF_REG_7] = _R26;
  59         ctx->b2p[BPF_REG_8] = _R28;
  60         ctx->b2p[BPF_REG_9] = _R30;
  61         /* frame pointer aka BPF_REG_10 */
  62         ctx->b2p[BPF_REG_FP] = _R18;
  63         /* eBPF jit internal registers */
  64         ctx->b2p[BPF_REG_AX] = _R20;
  65         ctx->b2p[TMP_REG] = _R31;               /* 32 bits */
  66 }
  67
  68 static int bpf_jit_stack_offsetof(struct codegen_context *ctx, int reg)
  69 {
  70         if ((reg >= BPF_PPC_NVR_MIN && reg < 32) || reg == BPF_PPC_TC)
  71                 return BPF_PPC_STACKFRAME(ctx) - 4 * (32 - reg);
  72
  73         WARN(true, "BPF JIT is asking about unknown registers, will crash the stack");
  74         /* Use the hole we have left for alignment */
  75         return BPF_PPC_STACKFRAME(ctx) - 4;
  76 }
  77
  78 #define SEEN_VREG_MASK          0x1ff80000 /* Volatile registers r3-r12 */
  79 #define SEEN_NVREG_FULL_MASK    0x0003ffff /* Non volatile registers r14-r31 */
  80 #define SEEN_NVREG_TEMP_MASK    0x00001e01 /* BPF_REG_5, BPF_REG_AX, TMP_REG */
  81
  82 static inline bool bpf_has_stack_frame(struct codegen_context *ctx)
  83 {
  84         /*
  85          * We only need a stack frame if:
  86          * - we call other functions (kernel helpers), or
  87          * - we use non volatile registers, or
  88          * - we use tail call counter
  89          * - the bpf program uses its stack area
  90          * The latter condition is deduced from the usage of BPF_REG_FP
  91          */
  92         return ctx->seen & (SEEN_FUNC | SEEN_TAILCALL | SEEN_NVREG_FULL_MASK) ||
  93                bpf_is_seen_register(ctx, bpf_to_ppc(BPF_REG_FP));
  94 }
  95
  96 void bpf_jit_realloc_regs(struct codegen_context *ctx)
  97 {
  98         unsigned int nvreg_mask;
  99
 100         if (ctx->seen & SEEN_FUNC)
 101                 nvreg_mask = SEEN_NVREG_TEMP_MASK;
 102         else
 103                 nvreg_mask = SEEN_NVREG_FULL_MASK;
 104
 105         while (ctx->seen & nvreg_mask &&
 106               (ctx->seen & SEEN_VREG_MASK) != SEEN_VREG_MASK) {
 107                 int old = 32 - fls(ctx->seen & (nvreg_mask & 0xaaaaaaab));
 108                 int new = 32 - fls(~ctx->seen & (SEEN_VREG_MASK & 0xaaaaaaaa));
 109                 int i;
 110
 111                 for (i = BPF_REG_0; i <= TMP_REG; i++) {
 112                         if (ctx->b2p[i] != old)
 113                                 continue;
 114                         ctx->b2p[i] = new;
 115                         bpf_set_seen_register(ctx, new);
 116                         bpf_clear_seen_register(ctx, old);
 117                         if (i != TMP_REG) {
 118                                 bpf_set_seen_register(ctx, new - 1);
 119                                 bpf_clear_seen_register(ctx, old - 1);
 120                         }
 121                         break;
 122                 }
 123         }
 124 }
 125
 126 void bpf_jit_build_prologue(u32 *image, struct codegen_context *ctx)
 127 {
 128         int i;
 129
 130         /* Initialize tail_call_cnt, to be skipped if we do tail calls. */
 131         if (ctx->seen & SEEN_TAILCALL)
 132                 EMIT(PPC_RAW_LI(_R4, 0));
 133         else
 134                 EMIT(PPC_RAW_NOP());
 135
 136 #define BPF_TAILCALL_PROLOGUE_SIZE      4
 137
 138         if (bpf_has_stack_frame(ctx))
 139                 EMIT(PPC_RAW_STWU(_R1, _R1, -BPF_PPC_STACKFRAME(ctx)));
 140
 141         if (ctx->seen & SEEN_TAILCALL)
 142                 EMIT(PPC_RAW_STW(_R4, _R1, bpf_jit_stack_offsetof(ctx, BPF_PPC_TC)));
 143
 144         /* First arg comes in as a 32 bits pointer. */
 145         EMIT(PPC_RAW_MR(bpf_to_ppc(BPF_REG_1), _R3));
 146         EMIT(PPC_RAW_LI(bpf_to_ppc(BPF_REG_1) - 1, 0));
 147
 148         /*
 149          * We need a stack frame, but we don't necessarily need to
 150          * save/restore LR unless we call other functions
 151          */
 152         if (ctx->seen & SEEN_FUNC)
 153                 EMIT(PPC_RAW_MFLR(_R0));
 154
 155         /*
 156          * Back up non-volatile regs -- registers r18-r31
 157          */
 158         for (i = BPF_PPC_NVR_MIN; i <= 31; i++)
 159                 if (bpf_is_seen_register(ctx, i))
 160                         EMIT(PPC_RAW_STW(i, _R1, bpf_jit_stack_offsetof(ctx, i)));
 161
 162         /* Setup frame pointer to point to the bpf stack area */
 163         if (bpf_is_seen_register(ctx, bpf_to_ppc(BPF_REG_FP))) {
 164                 EMIT(PPC_RAW_LI(bpf_to_ppc(BPF_REG_FP) - 1, 0));
 165                 EMIT(PPC_RAW_ADDI(bpf_to_ppc(BPF_REG_FP), _R1,
 166                                   STACK_FRAME_MIN_SIZE + ctx->stack_size));
 167         }
 168
 169         if (ctx->seen & SEEN_FUNC)
 170                 EMIT(PPC_RAW_STW(_R0, _R1, BPF_PPC_STACKFRAME(ctx) + PPC_LR_STKOFF));
 171 }
 172
 173 static void bpf_jit_emit_common_epilogue(u32 *image, struct codegen_context *ctx)
 174 {
 175         int i;
 176
 177         /* Restore NVRs */
 178         for (i = BPF_PPC_NVR_MIN; i <= 31; i++)
 179                 if (bpf_is_seen_register(ctx, i))
 180                         EMIT(PPC_RAW_LWZ(i, _R1, bpf_jit_stack_offsetof(ctx, i)));
 181
 182         if (ctx->seen & SEEN_FUNC)
 183                 EMIT(PPC_RAW_LWZ(_R0, _R1, BPF_PPC_STACKFRAME(ctx) + PPC_LR_STKOFF));
 184
 185         /* Tear down our stack frame */
 186         if (bpf_has_stack_frame(ctx))
 187                 EMIT(PPC_RAW_ADDI(_R1, _R1, BPF_PPC_STACKFRAME(ctx)));
 188
 189         if (ctx->seen & SEEN_FUNC)
 190                 EMIT(PPC_RAW_MTLR(_R0));
 191
 192 }
 193
 194 void bpf_jit_build_epilogue(u32 *image, struct codegen_context *ctx)
 195 {
 196         EMIT(PPC_RAW_MR(_R3, bpf_to_ppc(BPF_REG_0)));
 197
 198         bpf_jit_emit_common_epilogue(image, ctx);
 199
 200         EMIT(PPC_RAW_BLR());
 201 }
 202
 203 int bpf_jit_emit_func_call_rel(u32 *image, struct codegen_context *ctx, u64 func)
 204 {
 205         s32 rel = (s32)func - (s32)(image + ctx->idx);
 206
 207         if (image && rel < 0x2000000 && rel >= -0x2000000) {
 208                 PPC_BL(func);
 209         } else {
 210                 /* Load function address into r0 */
 211                 EMIT(PPC_RAW_LIS(_R0, IMM_H(func)));
 212                 EMIT(PPC_RAW_ORI(_R0, _R0, IMM_L(func)));
 213                 EMIT(PPC_RAW_MTCTR(_R0));
 214                 EMIT(PPC_RAW_BCTRL());
 215         }
 216
 217         return 0;
 218 }
 219
 220 static int bpf_jit_emit_tail_call(u32 *image, struct codegen_context *ctx, u32 out)
 221 {
 222         /*
 223          * By now, the eBPF program has already setup parameters in r3-r6
 224          * r3-r4/BPF_REG_1 - pointer to ctx -- passed as is to the next bpf program
 225          * r5-r6/BPF_REG_2 - pointer to bpf_array
 226          * r7-r8/BPF_REG_3 - index in bpf_array
 227          */
 228         int b2p_bpf_array = bpf_to_ppc(BPF_REG_2);
 229         int b2p_index = bpf_to_ppc(BPF_REG_3);
 230
 231         /*
 232          * if (index >= array->map.max_entries)
 233          *   goto out;
 234          */
 235         EMIT(PPC_RAW_LWZ(_R0, b2p_bpf_array, offsetof(struct bpf_array, map.max_entries)));
 236         EMIT(PPC_RAW_CMPLW(b2p_index, _R0));
 237         EMIT(PPC_RAW_LWZ(_R0, _R1, bpf_jit_stack_offsetof(ctx, BPF_PPC_TC)));
 238         PPC_BCC_SHORT(COND_GE, out);
 239
 240         /*
 241          * if (tail_call_cnt >= MAX_TAIL_CALL_CNT)
 242          *   goto out;
 243          */
 244         EMIT(PPC_RAW_CMPLWI(_R0, MAX_TAIL_CALL_CNT));
 245         /* tail_call_cnt++; */
 246         EMIT(PPC_RAW_ADDIC(_R0, _R0, 1));
 247         PPC_BCC_SHORT(COND_GE, out);
 248
 249         /* prog = array->ptrs[index]; */
 250         EMIT(PPC_RAW_RLWINM(_R3, b2p_index, 2, 0, 29));
 251         EMIT(PPC_RAW_ADD(_R3, _R3, b2p_bpf_array));
 252         EMIT(PPC_RAW_LWZ(_R3, _R3, offsetof(struct bpf_array, ptrs)));
 253
 254         /*
 255          * if (prog == NULL)
 256          *   goto out;
 257          */
 258         EMIT(PPC_RAW_CMPLWI(_R3, 0));
 259         PPC_BCC_SHORT(COND_EQ, out);
 260
 261         /* goto *(prog->bpf_func + prologue_size); */
 262         EMIT(PPC_RAW_LWZ(_R3, _R3, offsetof(struct bpf_prog, bpf_func)));
 263         EMIT(PPC_RAW_ADDIC(_R3, _R3, BPF_TAILCALL_PROLOGUE_SIZE));
 264         EMIT(PPC_RAW_MTCTR(_R3));
 265
 266         EMIT(PPC_RAW_MR(_R3, bpf_to_ppc(BPF_REG_1)));
 267
 268         /* Put tail_call_cnt in r4 */
 269         EMIT(PPC_RAW_MR(_R4, _R0));
 270
 271         /* tear restore NVRs, ... */
 272         bpf_jit_emit_common_epilogue(image, ctx);
 273
 274         EMIT(PPC_RAW_BCTR());
 275
 276         /* out: */
 277         return 0;
 278 }
 279
 280 /* Assemble the body code between the prologue & epilogue */
 281 int bpf_jit_build_body(struct bpf_prog *fp, u32 *image, struct codegen_context *ctx,
 282                        u32 *addrs, int pass, bool extra_pass)
 283 {
 284         const struct bpf_insn *insn = fp->insnsi;
 285         int flen = fp->len;
 286         int i, ret;
 287
 288         /* Start of epilogue code - will only be valid 2nd pass onwards */
 289         u32 exit_addr = addrs[flen];
 290
 291         for (i = 0; i < flen; i++) {
 292                 u32 code = insn[i].code;
 293                 u32 prevcode = i ? insn[i - 1].code : 0;
 294                 u32 dst_reg = bpf_to_ppc(insn[i].dst_reg);
 295                 u32 dst_reg_h = dst_reg - 1;
 296                 u32 src_reg = bpf_to_ppc(insn[i].src_reg);
 297                 u32 src_reg_h = src_reg - 1;
 298                 u32 src2_reg = dst_reg;
 299                 u32 src2_reg_h = dst_reg_h;
 300                 u32 ax_reg = bpf_to_ppc(BPF_REG_AX);
 301                 u32 tmp_reg = bpf_to_ppc(TMP_REG);
 302                 u32 size = BPF_SIZE(code);
 303                 u32 save_reg, ret_reg;
 304                 s16 off = insn[i].off;
 305                 s32 imm = insn[i].imm;
 306                 bool func_addr_fixed;
 307                 u64 func_addr;
 308                 u32 true_cond;
 309                 u32 tmp_idx;
 310                 int j;
 311
 312                 if (i && (BPF_CLASS(code) == BPF_ALU64 || BPF_CLASS(code) == BPF_ALU) &&
 313                     (BPF_CLASS(prevcode) == BPF_ALU64 || BPF_CLASS(prevcode) == BPF_ALU) &&
 314                     BPF_OP(prevcode) == BPF_MOV && BPF_SRC(prevcode) == BPF_X &&
 315                     insn[i - 1].dst_reg == insn[i].dst_reg && insn[i - 1].imm != 1) {
 316                         src2_reg = bpf_to_ppc(insn[i - 1].src_reg);
 317                         src2_reg_h = src2_reg - 1;
 318                         ctx->idx = addrs[i - 1] / 4;
 319                 }
 320
 321                 /*
 322                  * addrs[] maps a BPF bytecode address into a real offset from
 323                  * the start of the body code.
 324                  */
 325                 addrs[i] = ctx->idx * 4;
 326
 327                 /*
 328                  * As an optimization, we note down which registers
 329                  * are used so that we can only save/restore those in our
 330                  * prologue and epilogue. We do this here regardless of whether
 331                  * the actual BPF instruction uses src/dst registers or not
 332                  * (for instance, BPF_CALL does not use them). The expectation
 333                  * is that those instructions will have src_reg/dst_reg set to
 334                  * 0. Even otherwise, we just lose some prologue/epilogue
 335                  * optimization but everything else should work without
 336                  * any issues.
 337                  */
 338                 if (dst_reg >= 3 && dst_reg < 32) {
 339                         bpf_set_seen_register(ctx, dst_reg);
 340                         bpf_set_seen_register(ctx, dst_reg_h);
 341                 }
 342
 343                 if (src_reg >= 3 && src_reg < 32) {
 344                         bpf_set_seen_register(ctx, src_reg);
 345                         bpf_set_seen_register(ctx, src_reg_h);
 346                 }
 347
 348                 switch (code) {
 349                 /*
 350                  * Arithmetic operations: ADD/SUB/MUL/DIV/MOD/NEG
 351                  */
 352                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_X: /* (u32) dst += (u32) src */
 353                         EMIT(PPC_RAW_ADD(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 354                         break;
 355                 case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X: /* dst += src */
 356                         EMIT(PPC_RAW_ADDC(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 357                         EMIT(PPC_RAW_ADDE(dst_reg_h, src2_reg_h, src_reg_h));
 358                         break;
 359                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_X: /* (u32) dst -= (u32) src */
 360                         EMIT(PPC_RAW_SUB(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 361                         break;
 362                 case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X: /* dst -= src */
 363                         EMIT(PPC_RAW_SUBFC(dst_reg, src_reg, src2_reg));
 364                         EMIT(PPC_RAW_SUBFE(dst_reg_h, src_reg_h, src2_reg_h));
 365                         break;
 366                 case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K: /* (u32) dst -= (u32) imm */
 367                         imm = -imm;
 368                         fallthrough;
 369                 case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K: /* (u32) dst += (u32) imm */
 370                         if (!imm) {
 371                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 372                         } else if (IMM_HA(imm) & 0xffff) {
 373                                 EMIT(PPC_RAW_ADDIS(dst_reg, src2_reg, IMM_HA(imm)));
 374                                 src2_reg = dst_reg;
 375                         }
 376                         if (IMM_L(imm))
 377                                 EMIT(PPC_RAW_ADDI(dst_reg, src2_reg, IMM_L(imm)));
 378                         break;
 379                 case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K: /* dst -= imm */
 380                         imm = -imm;
 381                         fallthrough;
 382                 case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K: /* dst += imm */
 383                         if (!imm) {
 384                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 385                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg_h, src2_reg_h));
 386                                 break;
 387                         }
 388                         if (imm >= -32768 && imm < 32768) {
 389                                 EMIT(PPC_RAW_ADDIC(dst_reg, src2_reg, imm));
 390                         } else {
 391                                 PPC_LI32(_R0, imm);
 392                                 EMIT(PPC_RAW_ADDC(dst_reg, src2_reg, _R0));
 393                         }
 394                         if (imm >= 0 || (BPF_OP(code) == BPF_SUB && imm == 0x80000000))
 395                                 EMIT(PPC_RAW_ADDZE(dst_reg_h, src2_reg_h));
 396                         else
 397                                 EMIT(PPC_RAW_ADDME(dst_reg_h, src2_reg_h));
 398                         break;
 399                 case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_X: /* dst *= src */
 400                         bpf_set_seen_register(ctx, tmp_reg);
 401                         EMIT(PPC_RAW_MULW(_R0, src2_reg, src_reg_h));
 402                         EMIT(PPC_RAW_MULW(dst_reg_h, src2_reg_h, src_reg));
 403                         EMIT(PPC_RAW_MULHWU(tmp_reg, src2_reg, src_reg));
 404                         EMIT(PPC_RAW_MULW(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 405                         EMIT(PPC_RAW_ADD(dst_reg_h, dst_reg_h, _R0));
 406                         EMIT(PPC_RAW_ADD(dst_reg_h, dst_reg_h, tmp_reg));
 407                         break;
 408                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_X: /* (u32) dst *= (u32) src */
 409                         EMIT(PPC_RAW_MULW(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 410                         break;
 411                 case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K: /* (u32) dst *= (u32) imm */
 412                         if (imm == 1) {
 413                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 414                         } else if (imm == -1) {
 415                                 EMIT(PPC_RAW_SUBFIC(dst_reg, src2_reg, 0));
 416                         } else if (is_power_of_2((u32)imm)) {
 417                                 EMIT(PPC_RAW_SLWI(dst_reg, src2_reg, ilog2(imm)));
 418                         } else if (imm >= -32768 && imm < 32768) {
 419                                 EMIT(PPC_RAW_MULI(dst_reg, src2_reg, imm));
 420                         } else {
 421                                 PPC_LI32(_R0, imm);
 422                                 EMIT(PPC_RAW_MULW(dst_reg, src2_reg, _R0));
 423                         }
 424                         break;
 425                 case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K: /* dst *= imm */
 426                         if (!imm) {
 427                                 PPC_LI32(dst_reg, 0);
 428                                 PPC_LI32(dst_reg_h, 0);
 429                         } else if (imm == 1) {
 430                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 431                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg_h, src2_reg_h));
 432                         } else if (imm == -1) {
 433                                 EMIT(PPC_RAW_SUBFIC(dst_reg, src2_reg, 0));
 434                                 EMIT(PPC_RAW_SUBFZE(dst_reg_h, src2_reg_h));
 435                         } else if (imm > 0 && is_power_of_2(imm)) {
 436                                 imm = ilog2(imm);
 437                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg_h, src2_reg_h, imm, 0, 31 - imm));
 438                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(dst_reg_h, dst_reg, imm, 32 - imm, 31));
 439                                 EMIT(PPC_RAW_SLWI(dst_reg, src2_reg, imm));
 440                         } else {
 441                                 bpf_set_seen_register(ctx, tmp_reg);
 442                                 PPC_LI32(tmp_reg, imm);
 443                                 EMIT(PPC_RAW_MULW(dst_reg_h, src2_reg_h, tmp_reg));
 444                                 if (imm < 0)
 445                                         EMIT(PPC_RAW_SUB(dst_reg_h, dst_reg_h, src2_reg));
 446                                 EMIT(PPC_RAW_MULHWU(_R0, src2_reg, tmp_reg));
 447                                 EMIT(PPC_RAW_MULW(dst_reg, src2_reg, tmp_reg));
 448                                 EMIT(PPC_RAW_ADD(dst_reg_h, dst_reg_h, _R0));
 449                         }
 450                         break;
 451                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X: /* (u32) dst /= (u32) src */
 452                         EMIT(PPC_RAW_DIVWU(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 453                         break;
 454                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X: /* (u32) dst %= (u32) src */
 455                         EMIT(PPC_RAW_DIVWU(_R0, src2_reg, src_reg));
 456                         EMIT(PPC_RAW_MULW(_R0, src_reg, _R0));
 457                         EMIT(PPC_RAW_SUB(dst_reg, src2_reg, _R0));
 458                         break;
 459                 case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X: /* dst /= src */
 460                         return -EOPNOTSUPP;
 461                 case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X: /* dst %= src */
 462                         return -EOPNOTSUPP;
 463                 case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K: /* (u32) dst /= (u32) imm */
 464                         if (!imm)
 465                                 return -EINVAL;
 466                         if (imm == 1) {
 467                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 468                         } else if (is_power_of_2((u32)imm)) {
 469                                 EMIT(PPC_RAW_SRWI(dst_reg, src2_reg, ilog2(imm)));
 470                         } else {
 471                                 PPC_LI32(_R0, imm);
 472                                 EMIT(PPC_RAW_DIVWU(dst_reg, src2_reg, _R0));
 473                         }
 474                         break;
 475                 case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K: /* (u32) dst %= (u32) imm */
 476                         if (!imm)
 477                                 return -EINVAL;
 478
 479                         if (!is_power_of_2((u32)imm)) {
 480                                 bpf_set_seen_register(ctx, tmp_reg);
 481                                 PPC_LI32(tmp_reg, imm);
 482                                 EMIT(PPC_RAW_DIVWU(_R0, src2_reg, tmp_reg));
 483                                 EMIT(PPC_RAW_MULW(_R0, tmp_reg, _R0));
 484                                 EMIT(PPC_RAW_SUB(dst_reg, src2_reg, _R0));
 485                         } else if (imm == 1) {
 486                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg, 0));
 487                         } else {
 488                                 imm = ilog2((u32)imm);
 489                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg, src2_reg, 0, 32 - imm, 31));
 490                         }
 491                         break;
 492                 case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K: /* dst %= imm */
 493                         if (!imm)
 494                                 return -EINVAL;
 495                         if (imm < 0)
 496                                 imm = -imm;
 497                         if (!is_power_of_2(imm))
 498                                 return -EOPNOTSUPP;
 499                         if (imm == 1)
 500                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg, 0));
 501                         else
 502                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg, src2_reg, 0, 32 - ilog2(imm), 31));
 503                         EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg_h, 0));
 504                         break;
 505                 case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K: /* dst /= imm */
 506                         if (!imm)
 507                                 return -EINVAL;
 508                         if (!is_power_of_2(abs(imm)))
 509                                 return -EOPNOTSUPP;
 510
 511                         if (imm < 0) {
 512                                 EMIT(PPC_RAW_SUBFIC(dst_reg, src2_reg, 0));
 513                                 EMIT(PPC_RAW_SUBFZE(dst_reg_h, src2_reg_h));
 514                                 imm = -imm;
 515                                 src2_reg = dst_reg;
 516                         }
 517                         if (imm == 1) {
 518                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 519                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg_h, src2_reg_h));
 520                         } else {
 521                                 imm = ilog2(imm);
 522                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg, src2_reg, 32 - imm, imm, 31));
 523                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(dst_reg, src2_reg_h, 32 - imm, 0, imm - 1));
 524                                 EMIT(PPC_RAW_SRAWI(dst_reg_h, src2_reg_h, imm));
 525                         }
 526                         break;
 527                 case BPF_ALU | BPF_NEG: /* (u32) dst = -dst */
 528                         EMIT(PPC_RAW_NEG(dst_reg, src2_reg));
 529                         break;
 530                 case BPF_ALU64 | BPF_NEG: /* dst = -dst */
 531                         EMIT(PPC_RAW_SUBFIC(dst_reg, src2_reg, 0));
 532                         EMIT(PPC_RAW_SUBFZE(dst_reg_h, src2_reg_h));
 533                         break;
 534
 535                 /*
 536                  * Logical operations: AND/OR/XOR/[A]LSH/[A]RSH
 537                  */
 538                 case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_X: /* dst = dst & src */
 539                         EMIT(PPC_RAW_AND(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 540                         EMIT(PPC_RAW_AND(dst_reg_h, src2_reg_h, src_reg_h));
 541                         break;
 542                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_X: /* (u32) dst = dst & src */
 543                         EMIT(PPC_RAW_AND(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 544                         break;
 545                 case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K: /* dst = dst & imm */
 546                         if (imm >= 0)
 547                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg_h, 0));
 548                         fallthrough;
 549                 case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K: /* (u32) dst = dst & imm */
 550                         if (!IMM_H(imm)) {
 551                                 EMIT(PPC_RAW_ANDI(dst_reg, src2_reg, IMM_L(imm)));
 552                         } else if (!IMM_L(imm)) {
 553                                 EMIT(PPC_RAW_ANDIS(dst_reg, src2_reg, IMM_H(imm)));
 554                         } else if (imm == (((1 << fls(imm)) - 1) ^ ((1 << (ffs(i) - 1)) - 1))) {
 555                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg, src2_reg, 0,
 556                                                     32 - fls(imm), 32 - ffs(imm)));
 557                         } else {
 558                                 PPC_LI32(_R0, imm);
 559                                 EMIT(PPC_RAW_AND(dst_reg, src2_reg, _R0));
 560                         }
 561                         break;
 562                 case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_X: /* dst = dst | src */
 563                         EMIT(PPC_RAW_OR(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 564                         EMIT(PPC_RAW_OR(dst_reg_h, src2_reg_h, src_reg_h));
 565                         break;
 566                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_X: /* dst = (u32) dst | (u32) src */
 567                         EMIT(PPC_RAW_OR(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 568                         break;
 569                 case BPF_ALU64 | BPF_OR | BPF_K:/* dst = dst | imm */
 570                         /* Sign-extended */
 571                         if (imm < 0)
 572                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg_h, -1));
 573                         fallthrough;
 574                 case BPF_ALU | BPF_OR | BPF_K:/* dst = (u32) dst | (u32) imm */
 575                         if (IMM_L(imm)) {
 576                                 EMIT(PPC_RAW_ORI(dst_reg, src2_reg, IMM_L(imm)));
 577                                 src2_reg = dst_reg;
 578                         }
 579                         if (IMM_H(imm))
 580                                 EMIT(PPC_RAW_ORIS(dst_reg, src2_reg, IMM_H(imm)));
 581                         break;
 582                 case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_X: /* dst ^= src */
 583                         if (dst_reg == src_reg) {
 584                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg, 0));
 585                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg_h, 0));
 586                         } else {
 587                                 EMIT(PPC_RAW_XOR(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 588                                 EMIT(PPC_RAW_XOR(dst_reg_h, src2_reg_h, src_reg_h));
 589                         }
 590                         break;
 591                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_X: /* (u32) dst ^= src */
 592                         if (dst_reg == src_reg)
 593                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg, 0));
 594                         else
 595                                 EMIT(PPC_RAW_XOR(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 596                         break;
 597                 case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K: /* dst ^= imm */
 598                         if (imm < 0)
 599                                 EMIT(PPC_RAW_NOR(dst_reg_h, src2_reg_h, src2_reg_h));
 600                         fallthrough;
 601                 case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K: /* (u32) dst ^= (u32) imm */
 602                         if (IMM_L(imm)) {
 603                                 EMIT(PPC_RAW_XORI(dst_reg, src2_reg, IMM_L(imm)));
 604                                 src2_reg = dst_reg;
 605                         }
 606                         if (IMM_H(imm))
 607                                 EMIT(PPC_RAW_XORIS(dst_reg, src2_reg, IMM_H(imm)));
 608                         break;
 609                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_X: /* (u32) dst <<= (u32) src */
 610                         EMIT(PPC_RAW_SLW(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 611                         break;
 612                 case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_X: /* dst <<= src; */
 613                         bpf_set_seen_register(ctx, tmp_reg);
 614                         EMIT(PPC_RAW_SUBFIC(_R0, src_reg, 32));
 615                         EMIT(PPC_RAW_SLW(dst_reg_h, src2_reg_h, src_reg));
 616                         EMIT(PPC_RAW_ADDI(tmp_reg, src_reg, 32));
 617                         EMIT(PPC_RAW_SRW(_R0, src2_reg, _R0));
 618                         EMIT(PPC_RAW_SLW(tmp_reg, src2_reg, tmp_reg));
 619                         EMIT(PPC_RAW_OR(dst_reg_h, dst_reg_h, _R0));
 620                         EMIT(PPC_RAW_SLW(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 621                         EMIT(PPC_RAW_OR(dst_reg_h, dst_reg_h, tmp_reg));
 622                         break;
 623                 case BPF_ALU | BPF_LSH | BPF_K: /* (u32) dst <<= (u32) imm */
 624                         if (imm)
 625                                 EMIT(PPC_RAW_SLWI(dst_reg, src2_reg, imm));
 626                         else
 627                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 628                         break;
 629                 case BPF_ALU64 | BPF_LSH | BPF_K: /* dst <<= imm */
 630                         if (imm < 0)
 631                                 return -EINVAL;
 632                         if (!imm) {
 633                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 634                         } else if (imm < 32) {
 635                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg_h, src2_reg_h, imm, 0, 31 - imm));
 636                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(dst_reg_h, src2_reg, imm, 32 - imm, 31));
 637                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg, src2_reg, imm, 0, 31 - imm));
 638                         } else if (imm < 64) {
 639                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg_h, src2_reg, imm, 0, 31 - imm));
 640                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg, 0));
 641                         } else {
 642                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg_h, 0));
 643                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg, 0));
 644                         }
 645                         break;
 646                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_X: /* (u32) dst >>= (u32) src */
 647                         EMIT(PPC_RAW_SRW(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 648                         break;
 649                 case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_X: /* dst >>= src */
 650                         bpf_set_seen_register(ctx, tmp_reg);
 651                         EMIT(PPC_RAW_SUBFIC(_R0, src_reg, 32));
 652                         EMIT(PPC_RAW_SRW(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 653                         EMIT(PPC_RAW_ADDI(tmp_reg, src_reg, 32));
 654                         EMIT(PPC_RAW_SLW(_R0, src2_reg_h, _R0));
 655                         EMIT(PPC_RAW_SRW(tmp_reg, dst_reg_h, tmp_reg));
 656                         EMIT(PPC_RAW_OR(dst_reg, dst_reg, _R0));
 657                         EMIT(PPC_RAW_SRW(dst_reg_h, src2_reg_h, src_reg));
 658                         EMIT(PPC_RAW_OR(dst_reg, dst_reg, tmp_reg));
 659                         break;
 660                 case BPF_ALU | BPF_RSH | BPF_K: /* (u32) dst >>= (u32) imm */
 661                         if (imm)
 662                                 EMIT(PPC_RAW_SRWI(dst_reg, src2_reg, imm));
 663                         else
 664                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 665                         break;
 666                 case BPF_ALU64 | BPF_RSH | BPF_K: /* dst >>= imm */
 667                         if (imm < 0)
 668                                 return -EINVAL;
 669                         if (!imm) {
 670                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 671                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg_h, src2_reg_h));
 672                         } else if (imm < 32) {
 673                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg, src2_reg, 32 - imm, imm, 31));
 674                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(dst_reg, src2_reg_h, 32 - imm, 0, imm - 1));
 675                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg_h, src2_reg_h, 32 - imm, imm, 31));
 676                         } else if (imm < 64) {
 677                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg, src2_reg_h, 64 - imm, imm - 32, 31));
 678                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg_h, 0));
 679                         } else {
 680                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg, 0));
 681                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg_h, 0));
 682                         }
 683                         break;
 684                 case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_X: /* (s32) dst >>= src */
 685                         EMIT(PPC_RAW_SRAW(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 686                         break;
 687                 case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_X: /* (s64) dst >>= src */
 688                         bpf_set_seen_register(ctx, tmp_reg);
 689                         EMIT(PPC_RAW_SUBFIC(_R0, src_reg, 32));
 690                         EMIT(PPC_RAW_SRW(dst_reg, src2_reg, src_reg));
 691                         EMIT(PPC_RAW_SLW(_R0, src2_reg_h, _R0));
 692                         EMIT(PPC_RAW_ADDI(tmp_reg, src_reg, 32));
 693                         EMIT(PPC_RAW_OR(dst_reg, dst_reg, _R0));
 694                         EMIT(PPC_RAW_RLWINM(_R0, tmp_reg, 0, 26, 26));
 695                         EMIT(PPC_RAW_SRAW(tmp_reg, src2_reg_h, tmp_reg));
 696                         EMIT(PPC_RAW_SRAW(dst_reg_h, src2_reg_h, src_reg));
 697                         EMIT(PPC_RAW_SLW(tmp_reg, tmp_reg, _R0));
 698                         EMIT(PPC_RAW_OR(dst_reg, dst_reg, tmp_reg));
 699                         break;
 700                 case BPF_ALU | BPF_ARSH | BPF_K: /* (s32) dst >>= imm */
 701                         if (imm)
 702                                 EMIT(PPC_RAW_SRAWI(dst_reg, src2_reg, imm));
 703                         else
 704                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 705                         break;
 706                 case BPF_ALU64 | BPF_ARSH | BPF_K: /* (s64) dst >>= imm */
 707                         if (imm < 0)
 708                                 return -EINVAL;
 709                         if (!imm) {
 710                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src2_reg));
 711                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg_h, src2_reg_h));
 712                         } else if (imm < 32) {
 713                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg, src2_reg, 32 - imm, imm, 31));
 714                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(dst_reg, src2_reg_h, 32 - imm, 0, imm - 1));
 715                                 EMIT(PPC_RAW_SRAWI(dst_reg_h, src2_reg_h, imm));
 716                         } else if (imm < 64) {
 717                                 EMIT(PPC_RAW_SRAWI(dst_reg, src2_reg_h, imm - 32));
 718                                 EMIT(PPC_RAW_SRAWI(dst_reg_h, src2_reg_h, 31));
 719                         } else {
 720                                 EMIT(PPC_RAW_SRAWI(dst_reg, src2_reg_h, 31));
 721                                 EMIT(PPC_RAW_SRAWI(dst_reg_h, src2_reg_h, 31));
 722                         }
 723                         break;
 724
 725                 /*
 726                  * MOV
 727                  */
 728                 case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X: /* dst = src */
 729                         if (dst_reg == src_reg)
 730                                 break;
 731                         EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src_reg));
 732                         EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg_h, src_reg_h));
 733                         break;
 734                 case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_X: /* (u32) dst = src */
 735                         /* special mov32 for zext */
 736                         if (imm == 1)
 737                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg_h, 0));
 738                         else if (dst_reg != src_reg)
 739                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, src_reg));
 740                         break;
 741                 case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K: /* dst = (s64) imm */
 742                         PPC_LI32(dst_reg, imm);
 743                         PPC_EX32(dst_reg_h, imm);
 744                         break;
 745                 case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K: /* (u32) dst = imm */
 746                         PPC_LI32(dst_reg, imm);
 747                         break;
 748
 749                 /*
 750                  * BPF_FROM_BE/LE
 751                  */
 752                 case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_LE:
 753                         switch (imm) {
 754                         case 16:
 755                                 /* Copy 16 bits to upper part */
 756                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(dst_reg, src2_reg, 16, 0, 15));
 757                                 /* Rotate 8 bits right & mask */
 758                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg, dst_reg, 24, 16, 31));
 759                                 break;
 760                         case 32:
 761                                 /*
 762                                  * Rotate word left by 8 bits:
 763                                  * 2 bytes are already in their final position
 764                                  * -- byte 2 and 4 (of bytes 1, 2, 3 and 4)
 765                                  */
 766                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(_R0, src2_reg, 8, 0, 31));
 767                                 /* Rotate 24 bits and insert byte 1 */
 768                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(_R0, src2_reg, 24, 0, 7));
 769                                 /* Rotate 24 bits and insert byte 3 */
 770                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(_R0, src2_reg, 24, 16, 23));
 771                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, _R0));
 772                                 break;
 773                         case 64:
 774                                 bpf_set_seen_register(ctx, tmp_reg);
 775                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(tmp_reg, src2_reg, 8, 0, 31));
 776                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(_R0, src2_reg_h, 8, 0, 31));
 777                                 /* Rotate 24 bits and insert byte 1 */
 778                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(tmp_reg, src2_reg, 24, 0, 7));
 779                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(_R0, src2_reg_h, 24, 0, 7));
 780                                 /* Rotate 24 bits and insert byte 3 */
 781                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(tmp_reg, src2_reg, 24, 16, 23));
 782                                 EMIT(PPC_RAW_RLWIMI(_R0, src2_reg_h, 24, 16, 23));
 783                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg, _R0));
 784                                 EMIT(PPC_RAW_MR(dst_reg_h, tmp_reg));
 785                                 break;
 786                         }
 787                         break;
 788                 case BPF_ALU | BPF_END | BPF_FROM_BE:
 789                         switch (imm) {
 790                         case 16:
 791                                 /* zero-extend 16 bits into 32 bits */
 792                                 EMIT(PPC_RAW_RLWINM(dst_reg, src2_reg, 0, 16, 31));
 793                                 break;
 794                         case 32:
 795                         case 64:
 796                                 /* nop */
 797                                 break;
 798                         }
 799                         break;
 800
 801                 /*
 802                  * BPF_ST NOSPEC (speculation barrier)
 803                  */
 804                 case BPF_ST | BPF_NOSPEC:
 805                         break;
 806
 807                 /*
 808                  * BPF_ST(X)
 809                  */
 810                 case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = src */
 811                         EMIT(PPC_RAW_STB(src_reg, dst_reg, off));
 812                         break;
 813                 case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B: /* *(u8 *)(dst + off) = imm */
 814                         PPC_LI32(_R0, imm);
 815                         EMIT(PPC_RAW_STB(_R0, dst_reg, off));
 816                         break;
 817                 case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = src */
 818                         EMIT(PPC_RAW_STH(src_reg, dst_reg, off));
 819                         break;
 820                 case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H: /* (u16 *)(dst + off) = imm */
 821                         PPC_LI32(_R0, imm);
 822                         EMIT(PPC_RAW_STH(_R0, dst_reg, off));
 823                         break;
 824                 case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = src */
 825                         EMIT(PPC_RAW_STW(src_reg, dst_reg, off));
 826                         break;
 827                 case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W: /* *(u32 *)(dst + off) = imm */
 828                         PPC_LI32(_R0, imm);
 829                         EMIT(PPC_RAW_STW(_R0, dst_reg, off));
 830                         break;
 831                 case BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW: /* (u64 *)(dst + off) = src */
 832                         EMIT(PPC_RAW_STW(src_reg_h, dst_reg, off));
 833                         EMIT(PPC_RAW_STW(src_reg, dst_reg, off + 4));
 834                         break;
 835                 case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) = imm */
 836                         PPC_LI32(_R0, imm);
 837                         EMIT(PPC_RAW_STW(_R0, dst_reg, off + 4));
 838                         PPC_EX32(_R0, imm);
 839                         EMIT(PPC_RAW_STW(_R0, dst_reg, off));
 840                         break;
 841
 842                 /*
 843                  * BPF_STX ATOMIC (atomic ops)
 844                  */
 845                 case BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_W:
 846                         save_reg = _R0;
 847                         ret_reg = src_reg;
 848
 849                         bpf_set_seen_register(ctx, tmp_reg);
 850                         bpf_set_seen_register(ctx, ax_reg);
 851
 852                         /* Get offset into TMP_REG */
 853                         EMIT(PPC_RAW_LI(tmp_reg, off));
 854                         tmp_idx = ctx->idx * 4;
 855                         /* load value from memory into r0 */
 856                         EMIT(PPC_RAW_LWARX(_R0, tmp_reg, dst_reg, 0));
 857
 858                         /* Save old value in BPF_REG_AX */
 859                         if (imm & BPF_FETCH)
 860                                 EMIT(PPC_RAW_MR(ax_reg, _R0));
 861
 862                         switch (imm) {
 863                         case BPF_ADD:
 864                         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
 865                                 EMIT(PPC_RAW_ADD(_R0, _R0, src_reg));
 866                                 break;
 867                         case BPF_AND:
 868                         case BPF_AND | BPF_FETCH:
 869                                 EMIT(PPC_RAW_AND(_R0, _R0, src_reg));
 870                                 break;
 871                         case BPF_OR:
 872                         case BPF_OR | BPF_FETCH:
 873                                 EMIT(PPC_RAW_OR(_R0, _R0, src_reg));
 874                                 break;
 875                         case BPF_XOR:
 876                         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
 877                                 EMIT(PPC_RAW_XOR(_R0, _R0, src_reg));
 878                                 break;
 879                         case BPF_CMPXCHG:
 880                                 /*
 881                                  * Return old value in BPF_REG_0 for BPF_CMPXCHG &
 882                                  * in src_reg for other cases.
 883                                  */
 884                                 ret_reg = bpf_to_ppc(BPF_REG_0);
 885
 886                                 /* Compare with old value in BPF_REG_0 */
 887                                 EMIT(PPC_RAW_CMPW(bpf_to_ppc(BPF_REG_0), _R0));
 888                                 /* Don't set if different from old value */
 889                                 PPC_BCC_SHORT(COND_NE, (ctx->idx + 3) * 4);
 890                                 fallthrough;
 891                         case BPF_XCHG:
 892                                 save_reg = src_reg;
 893                                 break;
 894                         default:
 895                                 pr_err_ratelimited("eBPF filter atomic op code %02x (@%d) unsupported\n",
 896                                                    code, i);
 897                                 return -EOPNOTSUPP;
 898                         }
 899
 900                         /* store new value */
 901                         EMIT(PPC_RAW_STWCX(save_reg, tmp_reg, dst_reg));
 902                         /* we're done if this succeeded */
 903                         PPC_BCC_SHORT(COND_NE, tmp_idx);
 904
 905                         /* For the BPF_FETCH variant, get old data into src_reg */
 906                         if (imm & BPF_FETCH) {
 907                                 EMIT(PPC_RAW_MR(ret_reg, ax_reg));
 908                                 if (!fp->aux->verifier_zext)
 909                                         EMIT(PPC_RAW_LI(ret_reg - 1, 0)); /* higher 32-bit */
 910                         }
 911                         break;
 912
 913                 case BPF_STX | BPF_ATOMIC | BPF_DW: /* *(u64 *)(dst + off) += src */
 914                         return -EOPNOTSUPP;
 915
 916                 /*
 917                  * BPF_LDX
 918                  */
 919                 case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B: /* dst = *(u8 *)(ul) (src + off) */
 920                 case BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_B:
 921                 case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H: /* dst = *(u16 *)(ul) (src + off) */
 922                 case BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_H:
 923                 case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W: /* dst = *(u32 *)(ul) (src + off) */
 924                 case BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_W:
 925                 case BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW: /* dst = *(u64 *)(ul) (src + off) */
 926                 case BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_DW:
 927                         /*
 928                          * As PTR_TO_BTF_ID that uses BPF_PROBE_MEM mode could either be a valid
 929                          * kernel pointer or NULL but not a userspace address, execute BPF_PROBE_MEM
 930                          * load only if addr is kernel address (see is_kernel_addr()), otherwise
 931                          * set dst_reg=0 and move on.
 932                          */
 933                         if (BPF_MODE(code) == BPF_PROBE_MEM) {
 934                                 PPC_LI32(_R0, TASK_SIZE - off);
 935                                 EMIT(PPC_RAW_CMPLW(src_reg, _R0));
 936                                 PPC_BCC_SHORT(COND_GT, (ctx->idx + 4) * 4);
 937                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg, 0));
 938                                 /*
 939                                  * For BPF_DW case, "li reg_h,0" would be needed when
 940                                  * !fp->aux->verifier_zext. Emit NOP otherwise.
 941                                  *
 942                                  * Note that "li reg_h,0" is emitted for BPF_B/H/W case,
 943                                  * if necessary. So, jump there insted of emitting an
 944                                  * additional "li reg_h,0" instruction.
 945                                  */
 946                                 if (size == BPF_DW && !fp->aux->verifier_zext)
 947                                         EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg_h, 0));
 948                                 else
 949                                         EMIT(PPC_RAW_NOP());
 950                                 /*
 951                                  * Need to jump two instructions instead of one for BPF_DW case
 952                                  * as there are two load instructions for dst_reg_h & dst_reg
 953                                  * respectively.
 954                                  */
 955                                 if (size == BPF_DW)
 956                                         PPC_JMP((ctx->idx + 3) * 4);
 957                                 else
 958                                         PPC_JMP((ctx->idx + 2) * 4);
 959                         }
 960
 961                         switch (size) {
 962                         case BPF_B:
 963                                 EMIT(PPC_RAW_LBZ(dst_reg, src_reg, off));
 964                                 break;
 965                         case BPF_H:
 966                                 EMIT(PPC_RAW_LHZ(dst_reg, src_reg, off));
 967                                 break;
 968                         case BPF_W:
 969                                 EMIT(PPC_RAW_LWZ(dst_reg, src_reg, off));
 970                                 break;
 971                         case BPF_DW:
 972                                 EMIT(PPC_RAW_LWZ(dst_reg_h, src_reg, off));
 973                                 EMIT(PPC_RAW_LWZ(dst_reg, src_reg, off + 4));
 974                                 break;
 975                         }
 976
 977                         if (size != BPF_DW && !fp->aux->verifier_zext)
 978                                 EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg_h, 0));
 979
 980                         if (BPF_MODE(code) == BPF_PROBE_MEM) {
 981                                 int insn_idx = ctx->idx - 1;
 982                                 int jmp_off = 4;
 983
 984                                 /*
 985                                  * In case of BPF_DW, two lwz instructions are emitted, one
 986                                  * for higher 32-bit and another for lower 32-bit. So, set
 987                                  * ex->insn to the first of the two and jump over both
 988                                  * instructions in fixup.
 989                                  *
 990                                  * Similarly, with !verifier_zext, two instructions are
 991                                  * emitted for BPF_B/H/W case. So, set ex->insn to the
 992                                  * instruction that could fault and skip over both
 993                                  * instructions.
 994                                  */
 995                                 if (size == BPF_DW || !fp->aux->verifier_zext) {
 996                                         insn_idx -= 1;
 997                                         jmp_off += 4;
 998                                 }
 999
1000                                 ret = bpf_add_extable_entry(fp, image, pass, ctx, insn_idx,
1001                                                             jmp_off, dst_reg);
1002                                 if (ret)
1003                                         return ret;
1004                         }
1005                         break;
1006
1007                 /*
1008                  * Doubleword load
1009                  * 16 byte instruction that uses two 'struct bpf_insn'
1010                  */
1011                 case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW: /* dst = (u64) imm */
1012                         tmp_idx = ctx->idx;
1013                         PPC_LI32(dst_reg_h, (u32)insn[i + 1].imm);
1014                         PPC_LI32(dst_reg, (u32)insn[i].imm);
1015                         /* padding to allow full 4 instructions for later patching */
1016                         if (!image)
1017                                 for (j = ctx->idx - tmp_idx; j < 4; j++)
1018                                         EMIT(PPC_RAW_NOP());
1019                         /* Adjust for two bpf instructions */
1020                         addrs[++i] = ctx->idx * 4;
1021                         break;
1022
1023                 /*
1024                  * Return/Exit
1025                  */
1026                 case BPF_JMP | BPF_EXIT:
1027                         /*
1028                          * If this isn't the very last instruction, branch to
1029                          * the epilogue. If we _are_ the last instruction,
1030                          * we'll just fall through to the epilogue.
1031                          */
1032                         if (i != flen - 1) {
1033                                 ret = bpf_jit_emit_exit_insn(image, ctx, _R0, exit_addr);
1034                                 if (ret)
1035                                         return ret;
1036                         }
1037                         /* else fall through to the epilogue */
1038                         break;
1039
1040                 /*
1041                  * Call kernel helper or bpf function
1042                  */
1043                 case BPF_JMP | BPF_CALL:
1044                         ctx->seen |= SEEN_FUNC;
1045
1046                         ret = bpf_jit_get_func_addr(fp, &insn[i], extra_pass,
1047                                                     &func_addr, &func_addr_fixed);
1048                         if (ret < 0)
1049                                 return ret;
1050
1051                         if (bpf_is_seen_register(ctx, bpf_to_ppc(BPF_REG_5))) {
1052                                 EMIT(PPC_RAW_STW(bpf_to_ppc(BPF_REG_5) - 1, _R1, 8));
1053                                 EMIT(PPC_RAW_STW(bpf_to_ppc(BPF_REG_5), _R1, 12));
1054                         }
1055
1056                         ret = bpf_jit_emit_func_call_rel(image, ctx, func_addr);
1057                         if (ret)
1058                                 return ret;
1059
1060                         EMIT(PPC_RAW_MR(bpf_to_ppc(BPF_REG_0) - 1, _R3));
1061                         EMIT(PPC_RAW_MR(bpf_to_ppc(BPF_REG_0), _R4));
1062                         break;
1063
1064                 /*
1065                  * Jumps and branches
1066                  */
1067                 case BPF_JMP | BPF_JA:
1068                         PPC_JMP(addrs[i + 1 + off]);
1069                         break;
1070
1071                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1072                 case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
1073                 case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
1074                 case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
1075                 case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_K:
1076                 case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_X:
1077                 case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K:
1078                 case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_X:
1079                         true_cond = COND_GT;
1080                         goto cond_branch;
1081                 case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K:
1082                 case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X:
1083                 case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K:
1084                 case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X:
1085                 case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_K:
1086                 case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_X:
1087                 case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K:
1088                 case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_X:
1089                         true_cond = COND_LT;
1090                         goto cond_branch;
1091                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1092                 case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
1093                 case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
1094                 case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
1095                 case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_K:
1096                 case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_X:
1097                 case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K:
1098                 case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_X:
1099                         true_cond = COND_GE;
1100                         goto cond_branch;
1101                 case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K:
1102                 case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X:
1103                 case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K:
1104                 case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X:
1105                 case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_K:
1106                 case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_X:
1107                 case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K:
1108                 case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_X:
1109                         true_cond = COND_LE;
1110                         goto cond_branch;
1111                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
1112                 case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
1113                 case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_K:
1114                 case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_X:
1115                         true_cond = COND_EQ;
1116                         goto cond_branch;
1117                 case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K:
1118                 case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
1119                 case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_K:
1120                 case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_X:
1121                         true_cond = COND_NE;
1122                         goto cond_branch;
1123                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1124                 case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
1125                 case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K:
1126                 case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_X:
1127                         true_cond = COND_NE;
1128                         /* fallthrough; */
1129
1130 cond_branch:
1131                         switch (code) {
1132                         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_X:
1133                         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_X:
1134                         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_X:
1135                         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_X:
1136                         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_X:
1137                         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_X:
1138                                 /* unsigned comparison */
1139                                 EMIT(PPC_RAW_CMPLW(dst_reg_h, src_reg_h));
1140                                 PPC_BCC_SHORT(COND_NE, (ctx->idx + 2) * 4);
1141                                 EMIT(PPC_RAW_CMPLW(dst_reg, src_reg));
1142                                 break;
1143                         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_X:
1144                         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_X:
1145                         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_X:
1146                         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_X:
1147                         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_X:
1148                         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_X:
1149                                 /* unsigned comparison */
1150                                 EMIT(PPC_RAW_CMPLW(dst_reg, src_reg));
1151                                 break;
1152                         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_X:
1153                         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_X:
1154                         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_X:
1155                         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_X:
1156                                 /* signed comparison */
1157                                 EMIT(PPC_RAW_CMPW(dst_reg_h, src_reg_h));
1158                                 PPC_BCC_SHORT(COND_NE, (ctx->idx + 2) * 4);
1159                                 EMIT(PPC_RAW_CMPLW(dst_reg, src_reg));
1160                                 break;
1161                         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_X:
1162                         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_X:
1163                         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_X:
1164                         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_X:
1165                                 /* signed comparison */
1166                                 EMIT(PPC_RAW_CMPW(dst_reg, src_reg));
1167                                 break;
1168                         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_X:
1169                                 EMIT(PPC_RAW_AND_DOT(_R0, dst_reg_h, src_reg_h));
1170                                 PPC_BCC_SHORT(COND_NE, (ctx->idx + 2) * 4);
1171                                 EMIT(PPC_RAW_AND_DOT(_R0, dst_reg, src_reg));
1172                                 break;
1173                         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_X: {
1174                                 EMIT(PPC_RAW_AND_DOT(_R0, dst_reg, src_reg));
1175                                 break;
1176                         case BPF_JMP | BPF_JNE | BPF_K:
1177                         case BPF_JMP | BPF_JEQ | BPF_K:
1178                         case BPF_JMP | BPF_JGT | BPF_K:
1179                         case BPF_JMP | BPF_JLT | BPF_K:
1180                         case BPF_JMP | BPF_JGE | BPF_K:
1181                         case BPF_JMP | BPF_JLE | BPF_K:
1182                                 /*
1183                                  * Need sign-extended load, so only positive
1184                                  * values can be used as imm in cmplwi
1185                                  */
1186                                 if (imm >= 0 && imm < 32768) {
1187                                         EMIT(PPC_RAW_CMPLWI(dst_reg_h, 0));
1188                                         PPC_BCC_SHORT(COND_NE, (ctx->idx + 2) * 4);
1189                                         EMIT(PPC_RAW_CMPLWI(dst_reg, imm));
1190                                 } else {
1191                                         /* sign-extending load ... but unsigned comparison */
1192                                         PPC_EX32(_R0, imm);
1193                                         EMIT(PPC_RAW_CMPLW(dst_reg_h, _R0));
1194                                         PPC_LI32(_R0, imm);
1195                                         PPC_BCC_SHORT(COND_NE, (ctx->idx + 2) * 4);
1196                                         EMIT(PPC_RAW_CMPLW(dst_reg, _R0));
1197                                 }
1198                                 break;
1199                         case BPF_JMP32 | BPF_JNE | BPF_K:
1200                         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ | BPF_K:
1201                         case BPF_JMP32 | BPF_JGT | BPF_K:
1202                         case BPF_JMP32 | BPF_JLT | BPF_K:
1203                         case BPF_JMP32 | BPF_JGE | BPF_K:
1204                         case BPF_JMP32 | BPF_JLE | BPF_K:
1205                                 if (imm >= 0 && imm < 65536) {
1206                                         EMIT(PPC_RAW_CMPLWI(dst_reg, imm));
1207                                 } else {
1208                                         PPC_LI32(_R0, imm);
1209                                         EMIT(PPC_RAW_CMPLW(dst_reg, _R0));
1210                                 }
1211                                 break;
1212                         }
1213                         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
1214                         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K:
1215                         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
1216                         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K:
1217                                 if (imm >= 0 && imm < 65536) {
1218                                         EMIT(PPC_RAW_CMPWI(dst_reg_h, imm < 0 ? -1 : 0));
1219                                         PPC_BCC_SHORT(COND_NE, (ctx->idx + 2) * 4);
1220                                         EMIT(PPC_RAW_CMPLWI(dst_reg, imm));
1221                                 } else {
1222                                         /* sign-extending load */
1223                                         EMIT(PPC_RAW_CMPWI(dst_reg_h, imm < 0 ? -1 : 0));
1224                                         PPC_LI32(_R0, imm);
1225                                         PPC_BCC_SHORT(COND_NE, (ctx->idx + 2) * 4);
1226                                         EMIT(PPC_RAW_CMPLW(dst_reg, _R0));
1227                                 }
1228                                 break;
1229                         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K:
1230                         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K:
1231                         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K:
1232                         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K:
1233                                 /*
1234                                  * signed comparison, so any 16-bit value
1235                                  * can be used in cmpwi
1236                                  */
1237                                 if (imm >= -32768 && imm < 32768) {
1238                                         EMIT(PPC_RAW_CMPWI(dst_reg, imm));
1239                                 } else {
1240                                         /* sign-extending load */
1241                                         PPC_LI32(_R0, imm);
1242                                         EMIT(PPC_RAW_CMPW(dst_reg, _R0));
1243                                 }
1244                                 break;
1245                         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1246                                 /* andi does not sign-extend the immediate */
1247                                 if (imm >= 0 && imm < 32768) {
1248                                         /* PPC_ANDI is _only/always_ dot-form */
1249                                         EMIT(PPC_RAW_ANDI(_R0, dst_reg, imm));
1250                                 } else {
1251                                         PPC_LI32(_R0, imm);
1252                                         if (imm < 0) {
1253                                                 EMIT(PPC_RAW_CMPWI(dst_reg_h, 0));
1254                                                 PPC_BCC_SHORT(COND_NE, (ctx->idx + 2) * 4);
1255                                         }
1256                                         EMIT(PPC_RAW_AND_DOT(_R0, dst_reg, _R0));
1257                                 }
1258                                 break;
1259                         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K:
1260                                 /* andi does not sign-extend the immediate */
1261                                 if (imm >= 0 && imm < 32768) {
1262                                         /* PPC_ANDI is _only/always_ dot-form */
1263                                         EMIT(PPC_RAW_ANDI(_R0, dst_reg, imm));
1264                                 } else {
1265                                         PPC_LI32(_R0, imm);
1266                                         EMIT(PPC_RAW_AND_DOT(_R0, dst_reg, _R0));
1267                                 }
1268                                 break;
1269                         }
1270                         PPC_BCC(true_cond, addrs[i + 1 + off]);
1271                         break;
1272
1273                 /*
1274                  * Tail call
1275                  */
1276                 case BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL:
1277                         ctx->seen |= SEEN_TAILCALL;
1278                         ret = bpf_jit_emit_tail_call(image, ctx, addrs[i + 1]);
1279                         if (ret < 0)
1280                                 return ret;
1281                         break;
1282
1283                 default:
1284                         /*
1285                          * The filter contains something cruel & unusual.
1286                          * We don't handle it, but also there shouldn't be
1287                          * anything missing from our list.
1288                          */
1289                         pr_err_ratelimited("eBPF filter opcode %04x (@%d) unsupported\n", code, i);
1290                         return -EOPNOTSUPP;
1291                 }
1292                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_ALU && !fp->aux->verifier_zext &&
1293                     !insn_is_zext(&insn[i + 1]) && !(BPF_OP(code) == BPF_END && imm == 64))
1294                         EMIT(PPC_RAW_LI(dst_reg_h, 0));
1295         }
1296
1297         /* Set end-of-body-code address for exit. */
1298         addrs[i] = ctx->idx * 4;
1299
1300         return 0;
1301 }