kernel/bpf/core.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Linux Socket Filter - Kernel level socket filtering
   4  *
   5  * Based on the design of the Berkeley Packet Filter. The new
   6  * internal format has been designed by PLUMgrid:
   7  *
   8  *      Copyright (c) 2011 - 2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
   9  *
  10  * Authors:
  11  *
  12  *      Jay Schulist <[email protected]>
  13  *      Alexei Starovoitov <[email protected]>
  14  *      Daniel Borkmann <[email protected]>
  15  *
  16  * Andi Kleen - Fix a few bad bugs and races.
  17  * Kris Katterjohn - Added many additional checks in bpf_check_classic()
  18  */
  19
  20 #include <uapi/linux/btf.h>
  21 #include <linux/filter.h>
  22 #include <linux/skbuff.h>
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24 #include <linux/random.h>
  25 #include <linux/moduleloader.h>
  26 #include <linux/bpf.h>
  27 #include <linux/btf.h>
  28 #include <linux/objtool.h>
  29 #include <linux/rbtree_latch.h>
  30 #include <linux/kallsyms.h>
  31 #include <linux/rcupdate.h>
  32 #include <linux/perf_event.h>
  33 #include <linux/extable.h>
  34 #include <linux/log2.h>
  35 #include <linux/bpf_verifier.h>
  36 #include <linux/nodemask.h>
  37 #include <linux/nospec.h>
  38 #include <linux/bpf_mem_alloc.h>
  39 #include <linux/memcontrol.h>
  40
  41 #include <asm/barrier.h>
  42 #include <asm/unaligned.h>
  43
  44 /* Registers */
  45 #define BPF_R0  regs[BPF_REG_0]
  46 #define BPF_R1  regs[BPF_REG_1]
  47 #define BPF_R2  regs[BPF_REG_2]
  48 #define BPF_R3  regs[BPF_REG_3]
  49 #define BPF_R4  regs[BPF_REG_4]
  50 #define BPF_R5  regs[BPF_REG_5]
  51 #define BPF_R6  regs[BPF_REG_6]
  52 #define BPF_R7  regs[BPF_REG_7]
  53 #define BPF_R8  regs[BPF_REG_8]
  54 #define BPF_R9  regs[BPF_REG_9]
  55 #define BPF_R10 regs[BPF_REG_10]
  56
  57 /* Named registers */
  58 #define DST     regs[insn->dst_reg]
  59 #define SRC     regs[insn->src_reg]
  60 #define FP      regs[BPF_REG_FP]
  61 #define AX      regs[BPF_REG_AX]
  62 #define ARG1    regs[BPF_REG_ARG1]
  63 #define CTX     regs[BPF_REG_CTX]
  64 #define IMM     insn->imm
  65
  66 struct bpf_mem_alloc bpf_global_ma;
  67 bool bpf_global_ma_set;
  68
  69 /* No hurry in this branch
  70  *
  71  * Exported for the bpf jit load helper.
  72  */
  73 void *bpf_internal_load_pointer_neg_helper(const struct sk_buff *skb, int k, unsigned int size)
  74 {
  75         u8 *ptr = NULL;
  76
  77         if (k >= SKF_NET_OFF) {
  78                 ptr = skb_network_header(skb) + k - SKF_NET_OFF;
  79         } else if (k >= SKF_LL_OFF) {
  80                 if (unlikely(!skb_mac_header_was_set(skb)))
  81                         return NULL;
  82                 ptr = skb_mac_header(skb) + k - SKF_LL_OFF;
  83         }
  84         if (ptr >= skb->head && ptr + size <= skb_tail_pointer(skb))
  85                 return ptr;
  86
  87         return NULL;
  88 }
  89
  90 struct bpf_prog *bpf_prog_alloc_no_stats(unsigned int size, gfp_t gfp_extra_flags)
  91 {
  92         gfp_t gfp_flags = bpf_memcg_flags(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags);
  93         struct bpf_prog_aux *aux;
  94         struct bpf_prog *fp;
  95
  96         size = round_up(size, PAGE_SIZE);
  97         fp = __vmalloc(size, gfp_flags);
  98         if (fp == NULL)
  99                 return NULL;
 100
 101         aux = kzalloc(sizeof(*aux), bpf_memcg_flags(GFP_KERNEL | gfp_extra_flags));
 102         if (aux == NULL) {
 103                 vfree(fp);
 104                 return NULL;
 105         }
 106         fp->active = alloc_percpu_gfp(int, bpf_memcg_flags(GFP_KERNEL | gfp_extra_flags));
 107         if (!fp->active) {
 108                 vfree(fp);
 109                 kfree(aux);
 110                 return NULL;
 111         }
 112
 113         fp->pages = size / PAGE_SIZE;
 114         fp->aux = aux;
 115         fp->aux->prog = fp;
 116         fp->jit_requested = ebpf_jit_enabled();
 117         fp->blinding_requested = bpf_jit_blinding_enabled(fp);
 118 #ifdef CONFIG_CGROUP_BPF
 119         aux->cgroup_atype = CGROUP_BPF_ATTACH_TYPE_INVALID;
 120 #endif
 121
 122         INIT_LIST_HEAD_RCU(&fp->aux->ksym.lnode);
 123         mutex_init(&fp->aux->used_maps_mutex);
 124         mutex_init(&fp->aux->dst_mutex);
 125
 126         return fp;
 127 }
 128
 129 struct bpf_prog *bpf_prog_alloc(unsigned int size, gfp_t gfp_extra_flags)
 130 {
 131         gfp_t gfp_flags = bpf_memcg_flags(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags);
 132         struct bpf_prog *prog;
 133         int cpu;
 134
 135         prog = bpf_prog_alloc_no_stats(size, gfp_extra_flags);
 136         if (!prog)
 137                 return NULL;
 138
 139         prog->stats = alloc_percpu_gfp(struct bpf_prog_stats, gfp_flags);
 140         if (!prog->stats) {
 141                 free_percpu(prog->active);
 142                 kfree(prog->aux);
 143                 vfree(prog);
 144                 return NULL;
 145         }
 146
 147         for_each_possible_cpu(cpu) {
 148                 struct bpf_prog_stats *pstats;
 149
 150                 pstats = per_cpu_ptr(prog->stats, cpu);
 151                 u64_stats_init(&pstats->syncp);
 152         }
 153         return prog;
 154 }
 155 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_alloc);
 156
 157 int bpf_prog_alloc_jited_linfo(struct bpf_prog *prog)
 158 {
 159         if (!prog->aux->nr_linfo || !prog->jit_requested)
 160                 return 0;
 161
 162         prog->aux->jited_linfo = kvcalloc(prog->aux->nr_linfo,
 163                                           sizeof(*prog->aux->jited_linfo),
 164                                           bpf_memcg_flags(GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN));
 165         if (!prog->aux->jited_linfo)
 166                 return -ENOMEM;
 167
 168         return 0;
 169 }
 170
 171 void bpf_prog_jit_attempt_done(struct bpf_prog *prog)
 172 {
 173         if (prog->aux->jited_linfo &&
 174             (!prog->jited || !prog->aux->jited_linfo[0])) {
 175                 kvfree(prog->aux->jited_linfo);
 176                 prog->aux->jited_linfo = NULL;
 177         }
 178
 179         kfree(prog->aux->kfunc_tab);
 180         prog->aux->kfunc_tab = NULL;
 181 }
 182
 183 /* The jit engine is responsible to provide an array
 184  * for insn_off to the jited_off mapping (insn_to_jit_off).
 185  *
 186  * The idx to this array is the insn_off.  Hence, the insn_off
 187  * here is relative to the prog itself instead of the main prog.
 188  * This array has one entry for each xlated bpf insn.
 189  *
 190  * jited_off is the byte off to the end of the jited insn.
 191  *
 192  * Hence, with
 193  * insn_start:
 194  *      The first bpf insn off of the prog.  The insn off
 195  *      here is relative to the main prog.
 196  *      e.g. if prog is a subprog, insn_start > 0
 197  * linfo_idx:
 198  *      The prog's idx to prog->aux->linfo and jited_linfo
 199  *
 200  * jited_linfo[linfo_idx] = prog->bpf_func
 201  *
 202  * For i > linfo_idx,
 203  *
 204  * jited_linfo[i] = prog->bpf_func +
 205  *      insn_to_jit_off[linfo[i].insn_off - insn_start - 1]
 206  */
 207 void bpf_prog_fill_jited_linfo(struct bpf_prog *prog,
 208                                const u32 *insn_to_jit_off)
 209 {
 210         u32 linfo_idx, insn_start, insn_end, nr_linfo, i;
 211         const struct bpf_line_info *linfo;
 212         void **jited_linfo;
 213
 214         if (!prog->aux->jited_linfo)
 215                 /* Userspace did not provide linfo */
 216                 return;
 217
 218         linfo_idx = prog->aux->linfo_idx;
 219         linfo = &prog->aux->linfo[linfo_idx];
 220         insn_start = linfo[0].insn_off;
 221         insn_end = insn_start + prog->len;
 222
 223         jited_linfo = &prog->aux->jited_linfo[linfo_idx];
 224         jited_linfo[0] = prog->bpf_func;
 225
 226         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo - linfo_idx;
 227
 228         for (i = 1; i < nr_linfo && linfo[i].insn_off < insn_end; i++)
 229                 /* The verifier ensures that linfo[i].insn_off is
 230                  * strictly increasing
 231                  */
 232                 jited_linfo[i] = prog->bpf_func +
 233                         insn_to_jit_off[linfo[i].insn_off - insn_start - 1];
 234 }
 235
 236 struct bpf_prog *bpf_prog_realloc(struct bpf_prog *fp_old, unsigned int size,
 237                                   gfp_t gfp_extra_flags)
 238 {
 239         gfp_t gfp_flags = bpf_memcg_flags(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags);
 240         struct bpf_prog *fp;
 241         u32 pages;
 242
 243         size = round_up(size, PAGE_SIZE);
 244         pages = size / PAGE_SIZE;
 245         if (pages <= fp_old->pages)
 246                 return fp_old;
 247
 248         fp = __vmalloc(size, gfp_flags);
 249         if (fp) {
 250                 memcpy(fp, fp_old, fp_old->pages * PAGE_SIZE);
 251                 fp->pages = pages;
 252                 fp->aux->prog = fp;
 253
 254                 /* We keep fp->aux from fp_old around in the new
 255                  * reallocated structure.
 256                  */
 257                 fp_old->aux = NULL;
 258                 fp_old->stats = NULL;
 259                 fp_old->active = NULL;
 260                 __bpf_prog_free(fp_old);
 261         }
 262
 263         return fp;
 264 }
 265
 266 void __bpf_prog_free(struct bpf_prog *fp)
 267 {
 268         if (fp->aux) {
 269                 mutex_destroy(&fp->aux->used_maps_mutex);
 270                 mutex_destroy(&fp->aux->dst_mutex);
 271                 kfree(fp->aux->poke_tab);
 272                 kfree(fp->aux);
 273         }
 274         free_percpu(fp->stats);
 275         free_percpu(fp->active);
 276         vfree(fp);
 277 }
 278
 279 int bpf_prog_calc_tag(struct bpf_prog *fp)
 280 {
 281         const u32 bits_offset = SHA1_BLOCK_SIZE - sizeof(__be64);
 282         u32 raw_size = bpf_prog_tag_scratch_size(fp);
 283         u32 digest[SHA1_DIGEST_WORDS];
 284         u32 ws[SHA1_WORKSPACE_WORDS];
 285         u32 i, bsize, psize, blocks;
 286         struct bpf_insn *dst;
 287         bool was_ld_map;
 288         u8 *raw, *todo;
 289         __be32 *result;
 290         __be64 *bits;
 291
 292         raw = vmalloc(raw_size);
 293         if (!raw)
 294                 return -ENOMEM;
 295
 296         sha1_init(digest);
 297         memset(ws, 0, sizeof(ws));
 298
 299         /* We need to take out the map fd for the digest calculation
 300          * since they are unstable from user space side.
 301          */
 302         dst = (void *)raw;
 303         for (i = 0, was_ld_map = false; i < fp->len; i++) {
 304                 dst[i] = fp->insnsi[i];
 305                 if (!was_ld_map &&
 306                     dst[i].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW) &&
 307                     (dst[i].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
 308                      dst[i].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE)) {
 309                         was_ld_map = true;
 310                         dst[i].imm = 0;
 311                 } else if (was_ld_map &&
 312                            dst[i].code == 0 &&
 313                            dst[i].dst_reg == 0 &&
 314                            dst[i].src_reg == 0 &&
 315                            dst[i].off == 0) {
 316                         was_ld_map = false;
 317                         dst[i].imm = 0;
 318                 } else {
 319                         was_ld_map = false;
 320                 }
 321         }
 322
 323         psize = bpf_prog_insn_size(fp);
 324         memset(&raw[psize], 0, raw_size - psize);
 325         raw[psize++] = 0x80;
 326
 327         bsize  = round_up(psize, SHA1_BLOCK_SIZE);
 328         blocks = bsize / SHA1_BLOCK_SIZE;
 329         todo   = raw;
 330         if (bsize - psize >= sizeof(__be64)) {
 331                 bits = (__be64 *)(todo + bsize - sizeof(__be64));
 332         } else {
 333                 bits = (__be64 *)(todo + bsize + bits_offset);
 334                 blocks++;
 335         }
 336         *bits = cpu_to_be64((psize - 1) << 3);
 337
 338         while (blocks--) {
 339                 sha1_transform(digest, todo, ws);
 340                 todo += SHA1_BLOCK_SIZE;
 341         }
 342
 343         result = (__force __be32 *)digest;
 344         for (i = 0; i < SHA1_DIGEST_WORDS; i++)
 345                 result[i] = cpu_to_be32(digest[i]);
 346         memcpy(fp->tag, result, sizeof(fp->tag));
 347
 348         vfree(raw);
 349         return 0;
 350 }
 351
 352 static int bpf_adj_delta_to_imm(struct bpf_insn *insn, u32 pos, s32 end_old,
 353                                 s32 end_new, s32 curr, const bool probe_pass)
 354 {
 355         const s64 imm_min = S32_MIN, imm_max = S32_MAX;
 356         s32 delta = end_new - end_old;
 357         s64 imm = insn->imm;
 358
 359         if (curr < pos && curr + imm + 1 >= end_old)
 360                 imm += delta;
 361         else if (curr >= end_new && curr + imm + 1 < end_new)
 362                 imm -= delta;
 363         if (imm < imm_min || imm > imm_max)
 364                 return -ERANGE;
 365         if (!probe_pass)
 366                 insn->imm = imm;
 367         return 0;
 368 }
 369
 370 static int bpf_adj_delta_to_off(struct bpf_insn *insn, u32 pos, s32 end_old,
 371                                 s32 end_new, s32 curr, const bool probe_pass)
 372 {
 373         const s32 off_min = S16_MIN, off_max = S16_MAX;
 374         s32 delta = end_new - end_old;
 375         s32 off = insn->off;
 376
 377         if (curr < pos && curr + off + 1 >= end_old)
 378                 off += delta;
 379         else if (curr >= end_new && curr + off + 1 < end_new)
 380                 off -= delta;
 381         if (off < off_min || off > off_max)
 382                 return -ERANGE;
 383         if (!probe_pass)
 384                 insn->off = off;
 385         return 0;
 386 }
 387
 388 static int bpf_adj_branches(struct bpf_prog *prog, u32 pos, s32 end_old,
 389                             s32 end_new, const bool probe_pass)
 390 {
 391         u32 i, insn_cnt = prog->len + (probe_pass ? end_new - end_old : 0);
 392         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
 393         int ret = 0;
 394
 395         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
 396                 u8 code;
 397
 398                 /* In the probing pass we still operate on the original,
 399                  * unpatched image in order to check overflows before we
 400                  * do any other adjustments. Therefore skip the patchlet.
 401                  */
 402                 if (probe_pass && i == pos) {
 403                         i = end_new;
 404                         insn = prog->insnsi + end_old;
 405                 }
 406                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
 407                         ret = bpf_adj_delta_to_imm(insn, pos, end_old,
 408                                                    end_new, i, probe_pass);
 409                         if (ret)
 410                                 return ret;
 411                         continue;
 412                 }
 413                 code = insn->code;
 414                 if ((BPF_CLASS(code) != BPF_JMP &&
 415                      BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32) ||
 416                     BPF_OP(code) == BPF_EXIT)
 417                         continue;
 418                 /* Adjust offset of jmps if we cross patch boundaries. */
 419                 if (BPF_OP(code) == BPF_CALL) {
 420                         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
 421                                 continue;
 422                         ret = bpf_adj_delta_to_imm(insn, pos, end_old,
 423                                                    end_new, i, probe_pass);
 424                 } else {
 425                         ret = bpf_adj_delta_to_off(insn, pos, end_old,
 426                                                    end_new, i, probe_pass);
 427                 }
 428                 if (ret)
 429                         break;
 430         }
 431
 432         return ret;
 433 }
 434
 435 static void bpf_adj_linfo(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 delta)
 436 {
 437         struct bpf_line_info *linfo;
 438         u32 i, nr_linfo;
 439
 440         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
 441         if (!nr_linfo || !delta)
 442                 return;
 443
 444         linfo = prog->aux->linfo;
 445
 446         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
 447                 if (off < linfo[i].insn_off)
 448                         break;
 449
 450         /* Push all off < linfo[i].insn_off by delta */
 451         for (; i < nr_linfo; i++)
 452                 linfo[i].insn_off += delta;
 453 }
 454
 455 struct bpf_prog *bpf_patch_insn_single(struct bpf_prog *prog, u32 off,
 456                                        const struct bpf_insn *patch, u32 len)
 457 {
 458         u32 insn_adj_cnt, insn_rest, insn_delta = len - 1;
 459         const u32 cnt_max = S16_MAX;
 460         struct bpf_prog *prog_adj;
 461         int err;
 462
 463         /* Since our patchlet doesn't expand the image, we're done. */
 464         if (insn_delta == 0) {
 465                 memcpy(prog->insnsi + off, patch, sizeof(*patch));
 466                 return prog;
 467         }
 468
 469         insn_adj_cnt = prog->len + insn_delta;
 470
 471         /* Reject anything that would potentially let the insn->off
 472          * target overflow when we have excessive program expansions.
 473          * We need to probe here before we do any reallocation where
 474          * we afterwards may not fail anymore.
 475          */
 476         if (insn_adj_cnt > cnt_max &&
 477             (err = bpf_adj_branches(prog, off, off + 1, off + len, true)))
 478                 return ERR_PTR(err);
 479
 480         /* Several new instructions need to be inserted. Make room
 481          * for them. Likely, there's no need for a new allocation as
 482          * last page could have large enough tailroom.
 483          */
 484         prog_adj = bpf_prog_realloc(prog, bpf_prog_size(insn_adj_cnt),
 485                                     GFP_USER);
 486         if (!prog_adj)
 487                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 488
 489         prog_adj->len = insn_adj_cnt;
 490
 491         /* Patching happens in 3 steps:
 492          *
 493          * 1) Move over tail of insnsi from next instruction onwards,
 494          *    so we can patch the single target insn with one or more
 495          *    new ones (patching is always from 1 to n insns, n > 0).
 496          * 2) Inject new instructions at the target location.
 497          * 3) Adjust branch offsets if necessary.
 498          */
 499         insn_rest = insn_adj_cnt - off - len;
 500
 501         memmove(prog_adj->insnsi + off + len, prog_adj->insnsi + off + 1,
 502                 sizeof(*patch) * insn_rest);
 503         memcpy(prog_adj->insnsi + off, patch, sizeof(*patch) * len);
 504
 505         /* We are guaranteed to not fail at this point, otherwise
 506          * the ship has sailed to reverse to the original state. An
 507          * overflow cannot happen at this point.
 508          */
 509         BUG_ON(bpf_adj_branches(prog_adj, off, off + 1, off + len, false));
 510
 511         bpf_adj_linfo(prog_adj, off, insn_delta);
 512
 513         return prog_adj;
 514 }
 515
 516 int bpf_remove_insns(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 cnt)
 517 {
 518         /* Branch offsets can't overflow when program is shrinking, no need
 519          * to call bpf_adj_branches(..., true) here
 520          */
 521         memmove(prog->insnsi + off, prog->insnsi + off + cnt,
 522                 sizeof(struct bpf_insn) * (prog->len - off - cnt));
 523         prog->len -= cnt;
 524
 525         return WARN_ON_ONCE(bpf_adj_branches(prog, off, off + cnt, off, false));
 526 }
 527
 528 static void bpf_prog_kallsyms_del_subprogs(struct bpf_prog *fp)
 529 {
 530         int i;
 531
 532         for (i = 0; i < fp->aux->func_cnt; i++)
 533                 bpf_prog_kallsyms_del(fp->aux->func[i]);
 534 }
 535
 536 void bpf_prog_kallsyms_del_all(struct bpf_prog *fp)
 537 {
 538         bpf_prog_kallsyms_del_subprogs(fp);
 539         bpf_prog_kallsyms_del(fp);
 540 }
 541
 542 #ifdef CONFIG_BPF_JIT
 543 /* All BPF JIT sysctl knobs here. */
 544 int bpf_jit_enable   __read_mostly = IS_BUILTIN(CONFIG_BPF_JIT_DEFAULT_ON);
 545 int bpf_jit_kallsyms __read_mostly = IS_BUILTIN(CONFIG_BPF_JIT_DEFAULT_ON);
 546 int bpf_jit_harden   __read_mostly;
 547 long bpf_jit_limit   __read_mostly;
 548 long bpf_jit_limit_max __read_mostly;
 549
 550 static void
 551 bpf_prog_ksym_set_addr(struct bpf_prog *prog)
 552 {
 553         WARN_ON_ONCE(!bpf_prog_ebpf_jited(prog));
 554
 555         prog->aux->ksym.start = (unsigned long) prog->bpf_func;
 556         prog->aux->ksym.end   = prog->aux->ksym.start + prog->jited_len;
 557 }
 558
 559 static void
 560 bpf_prog_ksym_set_name(struct bpf_prog *prog)
 561 {
 562         char *sym = prog->aux->ksym.name;
 563         const char *end = sym + KSYM_NAME_LEN;
 564         const struct btf_type *type;
 565         const char *func_name;
 566
 567         BUILD_BUG_ON(sizeof("bpf_prog_") +
 568                      sizeof(prog->tag) * 2 +
 569                      /* name has been null terminated.
 570                       * We should need +1 for the '_' preceding
 571                       * the name.  However, the null character
 572                       * is double counted between the name and the
 573                       * sizeof("bpf_prog_") above, so we omit
 574                       * the +1 here.
 575                       */
 576                      sizeof(prog->aux->name) > KSYM_NAME_LEN);
 577
 578         sym += snprintf(sym, KSYM_NAME_LEN, "bpf_prog_");
 579         sym  = bin2hex(sym, prog->tag, sizeof(prog->tag));
 580
 581         /* prog->aux->name will be ignored if full btf name is available */
 582         if (prog->aux->func_info_cnt) {
 583                 type = btf_type_by_id(prog->aux->btf,
 584                                       prog->aux->func_info[prog->aux->func_idx].type_id);
 585                 func_name = btf_name_by_offset(prog->aux->btf, type->name_off);
 586                 snprintf(sym, (size_t)(end - sym), "_%s", func_name);
 587                 return;
 588         }
 589
 590         if (prog->aux->name[0])
 591                 snprintf(sym, (size_t)(end - sym), "_%s", prog->aux->name);
 592         else
 593                 *sym = 0;
 594 }
 595
 596 static unsigned long bpf_get_ksym_start(struct latch_tree_node *n)
 597 {
 598         return container_of(n, struct bpf_ksym, tnode)->start;
 599 }
 600
 601 static __always_inline bool bpf_tree_less(struct latch_tree_node *a,
 602                                           struct latch_tree_node *b)
 603 {
 604         return bpf_get_ksym_start(a) < bpf_get_ksym_start(b);
 605 }
 606
 607 static __always_inline int bpf_tree_comp(void *key, struct latch_tree_node *n)
 608 {
 609         unsigned long val = (unsigned long)key;
 610         const struct bpf_ksym *ksym;
 611
 612         ksym = container_of(n, struct bpf_ksym, tnode);
 613
 614         if (val < ksym->start)
 615                 return -1;
 616         if (val >= ksym->end)
 617                 return  1;
 618
 619         return 0;
 620 }
 621
 622 static const struct latch_tree_ops bpf_tree_ops = {
 623         .less   = bpf_tree_less,
 624         .comp   = bpf_tree_comp,
 625 };
 626
 627 static DEFINE_SPINLOCK(bpf_lock);
 628 static LIST_HEAD(bpf_kallsyms);
 629 static struct latch_tree_root bpf_tree __cacheline_aligned;
 630
 631 void bpf_ksym_add(struct bpf_ksym *ksym)
 632 {
 633         spin_lock_bh(&bpf_lock);
 634         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ksym->lnode));
 635         list_add_tail_rcu(&ksym->lnode, &bpf_kallsyms);
 636         latch_tree_insert(&ksym->tnode, &bpf_tree, &bpf_tree_ops);
 637         spin_unlock_bh(&bpf_lock);
 638 }
 639
 640 static void __bpf_ksym_del(struct bpf_ksym *ksym)
 641 {
 642         if (list_empty(&ksym->lnode))
 643                 return;
 644
 645         latch_tree_erase(&ksym->tnode, &bpf_tree, &bpf_tree_ops);
 646         list_del_rcu(&ksym->lnode);
 647 }
 648
 649 void bpf_ksym_del(struct bpf_ksym *ksym)
 650 {
 651         spin_lock_bh(&bpf_lock);
 652         __bpf_ksym_del(ksym);
 653         spin_unlock_bh(&bpf_lock);
 654 }
 655
 656 static bool bpf_prog_kallsyms_candidate(const struct bpf_prog *fp)
 657 {
 658         return fp->jited && !bpf_prog_was_classic(fp);
 659 }
 660
 661 void bpf_prog_kallsyms_add(struct bpf_prog *fp)
 662 {
 663         if (!bpf_prog_kallsyms_candidate(fp) ||
 664             !bpf_capable())
 665                 return;
 666
 667         bpf_prog_ksym_set_addr(fp);
 668         bpf_prog_ksym_set_name(fp);
 669         fp->aux->ksym.prog = true;
 670
 671         bpf_ksym_add(&fp->aux->ksym);
 672 }
 673
 674 void bpf_prog_kallsyms_del(struct bpf_prog *fp)
 675 {
 676         if (!bpf_prog_kallsyms_candidate(fp))
 677                 return;
 678
 679         bpf_ksym_del(&fp->aux->ksym);
 680 }
 681
 682 static struct bpf_ksym *bpf_ksym_find(unsigned long addr)
 683 {
 684         struct latch_tree_node *n;
 685
 686         n = latch_tree_find((void *)addr, &bpf_tree, &bpf_tree_ops);
 687         return n ? container_of(n, struct bpf_ksym, tnode) : NULL;
 688 }
 689
 690 const char *__bpf_address_lookup(unsigned long addr, unsigned long *size,
 691                                  unsigned long *off, char *sym)
 692 {
 693         struct bpf_ksym *ksym;
 694         char *ret = NULL;
 695
 696         rcu_read_lock();
 697         ksym = bpf_ksym_find(addr);
 698         if (ksym) {
 699                 unsigned long symbol_start = ksym->start;
 700                 unsigned long symbol_end = ksym->end;
 701
 702                 strncpy(sym, ksym->name, KSYM_NAME_LEN);
 703
 704                 ret = sym;
 705                 if (size)
 706                         *size = symbol_end - symbol_start;
 707                 if (off)
 708                         *off  = addr - symbol_start;
 709         }
 710         rcu_read_unlock();
 711
 712         return ret;
 713 }
 714
 715 bool is_bpf_text_address(unsigned long addr)
 716 {
 717         bool ret;
 718
 719         rcu_read_lock();
 720         ret = bpf_ksym_find(addr) != NULL;
 721         rcu_read_unlock();
 722
 723         return ret;
 724 }
 725
 726 static struct bpf_prog *bpf_prog_ksym_find(unsigned long addr)
 727 {
 728         struct bpf_ksym *ksym = bpf_ksym_find(addr);
 729
 730         return ksym && ksym->prog ?
 731                container_of(ksym, struct bpf_prog_aux, ksym)->prog :
 732                NULL;
 733 }
 734
 735 const struct exception_table_entry *search_bpf_extables(unsigned long addr)
 736 {
 737         const struct exception_table_entry *e = NULL;
 738         struct bpf_prog *prog;
 739
 740         rcu_read_lock();
 741         prog = bpf_prog_ksym_find(addr);
 742         if (!prog)
 743                 goto out;
 744         if (!prog->aux->num_exentries)
 745                 goto out;
 746
 747         e = search_extable(prog->aux->extable, prog->aux->num_exentries, addr);
 748 out:
 749         rcu_read_unlock();
 750         return e;
 751 }
 752
 753 int bpf_get_kallsym(unsigned int symnum, unsigned long *value, char *type,
 754                     char *sym)
 755 {
 756         struct bpf_ksym *ksym;
 757         unsigned int it = 0;
 758         int ret = -ERANGE;
 759
 760         if (!bpf_jit_kallsyms_enabled())
 761                 return ret;
 762
 763         rcu_read_lock();
 764         list_for_each_entry_rcu(ksym, &bpf_kallsyms, lnode) {
 765                 if (it++ != symnum)
 766                         continue;
 767
 768                 strncpy(sym, ksym->name, KSYM_NAME_LEN);
 769
 770                 *value = ksym->start;
 771                 *type  = BPF_SYM_ELF_TYPE;
 772
 773                 ret = 0;
 774                 break;
 775         }
 776         rcu_read_unlock();
 777
 778         return ret;
 779 }
 780
 781 int bpf_jit_add_poke_descriptor(struct bpf_prog *prog,
 782                                 struct bpf_jit_poke_descriptor *poke)
 783 {
 784         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
 785         static const u32 poke_tab_max = 1024;
 786         u32 slot = prog->aux->size_poke_tab;
 787         u32 size = slot + 1;
 788
 789         if (size > poke_tab_max)
 790                 return -ENOSPC;
 791         if (poke->tailcall_target || poke->tailcall_target_stable ||
 792             poke->tailcall_bypass || poke->adj_off || poke->bypass_addr)
 793                 return -EINVAL;
 794
 795         switch (poke->reason) {
 796         case BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL:
 797                 if (!poke->tail_call.map)
 798                         return -EINVAL;
 799                 break;
 800         default:
 801                 return -EINVAL;
 802         }
 803
 804         tab = krealloc(tab, size * sizeof(*poke), GFP_KERNEL);
 805         if (!tab)
 806                 return -ENOMEM;
 807
 808         memcpy(&tab[slot], poke, sizeof(*poke));
 809         prog->aux->size_poke_tab = size;
 810         prog->aux->poke_tab = tab;
 811
 812         return slot;
 813 }
 814
 815 /*
 816  * BPF program pack allocator.
 817  *
 818  * Most BPF programs are pretty small. Allocating a hole page for each
 819  * program is sometime a waste. Many small bpf program also adds pressure
 820  * to instruction TLB. To solve this issue, we introduce a BPF program pack
 821  * allocator. The prog_pack allocator uses HPAGE_PMD_SIZE page (2MB on x86)
 822  * to host BPF programs.
 823  */
 824 #define BPF_PROG_CHUNK_SHIFT    6
 825 #define BPF_PROG_CHUNK_SIZE     (1 << BPF_PROG_CHUNK_SHIFT)
 826 #define BPF_PROG_CHUNK_MASK     (~(BPF_PROG_CHUNK_SIZE - 1))
 827
 828 struct bpf_prog_pack {
 829         struct list_head list;
 830         void *ptr;
 831         unsigned long bitmap[];
 832 };
 833
 834 void bpf_jit_fill_hole_with_zero(void *area, unsigned int size)
 835 {
 836         memset(area, 0, size);
 837 }
 838
 839 #define BPF_PROG_SIZE_TO_NBITS(size)    (round_up(size, BPF_PROG_CHUNK_SIZE) / BPF_PROG_CHUNK_SIZE)
 840
 841 static DEFINE_MUTEX(pack_mutex);
 842 static LIST_HEAD(pack_list);
 843
 844 /* PMD_SIZE is not available in some special config, e.g. ARCH=arm with
 845  * CONFIG_MMU=n. Use PAGE_SIZE in these cases.
 846  */
 847 #ifdef PMD_SIZE
 848 #define BPF_PROG_PACK_SIZE (PMD_SIZE * num_possible_nodes())
 849 #else
 850 #define BPF_PROG_PACK_SIZE PAGE_SIZE
 851 #endif
 852
 853 #define BPF_PROG_CHUNK_COUNT (BPF_PROG_PACK_SIZE / BPF_PROG_CHUNK_SIZE)
 854
 855 static struct bpf_prog_pack *alloc_new_pack(bpf_jit_fill_hole_t bpf_fill_ill_insns)
 856 {
 857         struct bpf_prog_pack *pack;
 858
 859         pack = kzalloc(struct_size(pack, bitmap, BITS_TO_LONGS(BPF_PROG_CHUNK_COUNT)),
 860                        GFP_KERNEL);
 861         if (!pack)
 862                 return NULL;
 863         pack->ptr = module_alloc(BPF_PROG_PACK_SIZE);
 864         if (!pack->ptr) {
 865                 kfree(pack);
 866                 return NULL;
 867         }
 868         bpf_fill_ill_insns(pack->ptr, BPF_PROG_PACK_SIZE);
 869         bitmap_zero(pack->bitmap, BPF_PROG_PACK_SIZE / BPF_PROG_CHUNK_SIZE);
 870         list_add_tail(&pack->list, &pack_list);
 871
 872         set_vm_flush_reset_perms(pack->ptr);
 873         set_memory_rox((unsigned long)pack->ptr, BPF_PROG_PACK_SIZE / PAGE_SIZE);
 874         return pack;
 875 }
 876
 877 void *bpf_prog_pack_alloc(u32 size, bpf_jit_fill_hole_t bpf_fill_ill_insns)
 878 {
 879         unsigned int nbits = BPF_PROG_SIZE_TO_NBITS(size);
 880         struct bpf_prog_pack *pack;
 881         unsigned long pos;
 882         void *ptr = NULL;
 883
 884         mutex_lock(&pack_mutex);
 885         if (size > BPF_PROG_PACK_SIZE) {
 886                 size = round_up(size, PAGE_SIZE);
 887                 ptr = module_alloc(size);
 888                 if (ptr) {
 889                         bpf_fill_ill_insns(ptr, size);
 890                         set_vm_flush_reset_perms(ptr);
 891                         set_memory_rox((unsigned long)ptr, size / PAGE_SIZE);
 892                 }
 893                 goto out;
 894         }
 895         list_for_each_entry(pack, &pack_list, list) {
 896                 pos = bitmap_find_next_zero_area(pack->bitmap, BPF_PROG_CHUNK_COUNT, 0,
 897                                                  nbits, 0);
 898                 if (pos < BPF_PROG_CHUNK_COUNT)
 899                         goto found_free_area;
 900         }
 901
 902         pack = alloc_new_pack(bpf_fill_ill_insns);
 903         if (!pack)
 904                 goto out;
 905
 906         pos = 0;
 907
 908 found_free_area:
 909         bitmap_set(pack->bitmap, pos, nbits);
 910         ptr = (void *)(pack->ptr) + (pos << BPF_PROG_CHUNK_SHIFT);
 911
 912 out:
 913         mutex_unlock(&pack_mutex);
 914         return ptr;
 915 }
 916
 917 void bpf_prog_pack_free(struct bpf_binary_header *hdr)
 918 {
 919         struct bpf_prog_pack *pack = NULL, *tmp;
 920         unsigned int nbits;
 921         unsigned long pos;
 922
 923         mutex_lock(&pack_mutex);
 924         if (hdr->size > BPF_PROG_PACK_SIZE) {
 925                 module_memfree(hdr);
 926                 goto out;
 927         }
 928
 929         list_for_each_entry(tmp, &pack_list, list) {
 930                 if ((void *)hdr >= tmp->ptr && (tmp->ptr + BPF_PROG_PACK_SIZE) > (void *)hdr) {
 931                         pack = tmp;
 932                         break;
 933                 }
 934         }
 935
 936         if (WARN_ONCE(!pack, "bpf_prog_pack bug\n"))
 937                 goto out;
 938
 939         nbits = BPF_PROG_SIZE_TO_NBITS(hdr->size);
 940         pos = ((unsigned long)hdr - (unsigned long)pack->ptr) >> BPF_PROG_CHUNK_SHIFT;
 941
 942         WARN_ONCE(bpf_arch_text_invalidate(hdr, hdr->size),
 943                   "bpf_prog_pack bug: missing bpf_arch_text_invalidate?\n");
 944
 945         bitmap_clear(pack->bitmap, pos, nbits);
 946         if (bitmap_find_next_zero_area(pack->bitmap, BPF_PROG_CHUNK_COUNT, 0,
 947                                        BPF_PROG_CHUNK_COUNT, 0) == 0) {
 948                 list_del(&pack->list);
 949                 module_memfree(pack->ptr);
 950                 kfree(pack);
 951         }
 952 out:
 953         mutex_unlock(&pack_mutex);
 954 }
 955
 956 static atomic_long_t bpf_jit_current;
 957
 958 /* Can be overridden by an arch's JIT compiler if it has a custom,
 959  * dedicated BPF backend memory area, or if neither of the two
 960  * below apply.
 961  */
 962 u64 __weak bpf_jit_alloc_exec_limit(void)
 963 {
 964 #if defined(MODULES_VADDR)
 965         return MODULES_END - MODULES_VADDR;
 966 #else
 967         return VMALLOC_END - VMALLOC_START;
 968 #endif
 969 }
 970
 971 static int __init bpf_jit_charge_init(void)
 972 {
 973         /* Only used as heuristic here to derive limit. */
 974         bpf_jit_limit_max = bpf_jit_alloc_exec_limit();
 975         bpf_jit_limit = min_t(u64, round_up(bpf_jit_limit_max >> 2,
 976                                             PAGE_SIZE), LONG_MAX);
 977         return 0;
 978 }
 979 pure_initcall(bpf_jit_charge_init);
 980
 981 int bpf_jit_charge_modmem(u32 size)
 982 {
 983         if (atomic_long_add_return(size, &bpf_jit_current) > READ_ONCE(bpf_jit_limit)) {
 984                 if (!bpf_capable()) {
 985                         atomic_long_sub(size, &bpf_jit_current);
 986                         return -EPERM;
 987                 }
 988         }
 989
 990         return 0;
 991 }
 992
 993 void bpf_jit_uncharge_modmem(u32 size)
 994 {
 995         atomic_long_sub(size, &bpf_jit_current);
 996 }
 997
 998 void *__weak bpf_jit_alloc_exec(unsigned long size)
 999 {
1000         return module_alloc(size);
1001 }
1002
1003 void __weak bpf_jit_free_exec(void *addr)
1004 {
1005         module_memfree(addr);
1006 }
1007
1008 struct bpf_binary_header *
1009 bpf_jit_binary_alloc(unsigned int proglen, u8 **image_ptr,
1010                      unsigned int alignment,
1011                      bpf_jit_fill_hole_t bpf_fill_ill_insns)
1012 {
1013         struct bpf_binary_header *hdr;
1014         u32 size, hole, start;
1015
1016         WARN_ON_ONCE(!is_power_of_2(alignment) ||
1017                      alignment > BPF_IMAGE_ALIGNMENT);
1018
1019         /* Most of BPF filters are really small, but if some of them
1020          * fill a page, allow at least 128 extra bytes to insert a
1021          * random section of illegal instructions.
1022          */
1023         size = round_up(proglen + sizeof(*hdr) + 128, PAGE_SIZE);
1024
1025         if (bpf_jit_charge_modmem(size))
1026                 return NULL;
1027         hdr = bpf_jit_alloc_exec(size);
1028         if (!hdr) {
1029                 bpf_jit_uncharge_modmem(size);
1030                 return NULL;
1031         }
1032
1033         /* Fill space with illegal/arch-dep instructions. */
1034         bpf_fill_ill_insns(hdr, size);
1035
1036         hdr->size = size;
1037         hole = min_t(unsigned int, size - (proglen + sizeof(*hdr)),
1038                      PAGE_SIZE - sizeof(*hdr));
1039         start = get_random_u32_below(hole) & ~(alignment - 1);
1040
1041         /* Leave a random number of instructions before BPF code. */
1042         *image_ptr = &hdr->image[start];
1043
1044         return hdr;
1045 }
1046
1047 void bpf_jit_binary_free(struct bpf_binary_header *hdr)
1048 {
1049         u32 size = hdr->size;
1050
1051         bpf_jit_free_exec(hdr);
1052         bpf_jit_uncharge_modmem(size);
1053 }
1054
1055 /* Allocate jit binary from bpf_prog_pack allocator.
1056  * Since the allocated memory is RO+X, the JIT engine cannot write directly
1057  * to the memory. To solve this problem, a RW buffer is also allocated at
1058  * as the same time. The JIT engine should calculate offsets based on the
1059  * RO memory address, but write JITed program to the RW buffer. Once the
1060  * JIT engine finishes, it calls bpf_jit_binary_pack_finalize, which copies
1061  * the JITed program to the RO memory.
1062  */
1063 struct bpf_binary_header *
1064 bpf_jit_binary_pack_alloc(unsigned int proglen, u8 **image_ptr,
1065                           unsigned int alignment,
1066                           struct bpf_binary_header **rw_header,
1067                           u8 **rw_image,
1068                           bpf_jit_fill_hole_t bpf_fill_ill_insns)
1069 {
1070         struct bpf_binary_header *ro_header;
1071         u32 size, hole, start;
1072
1073         WARN_ON_ONCE(!is_power_of_2(alignment) ||
1074                      alignment > BPF_IMAGE_ALIGNMENT);
1075
1076         /* add 16 bytes for a random section of illegal instructions */
1077         size = round_up(proglen + sizeof(*ro_header) + 16, BPF_PROG_CHUNK_SIZE);
1078
1079         if (bpf_jit_charge_modmem(size))
1080                 return NULL;
1081         ro_header = bpf_prog_pack_alloc(size, bpf_fill_ill_insns);
1082         if (!ro_header) {
1083                 bpf_jit_uncharge_modmem(size);
1084                 return NULL;
1085         }
1086
1087         *rw_header = kvmalloc(size, GFP_KERNEL);
1088         if (!*rw_header) {
1089                 bpf_arch_text_copy(&ro_header->size, &size, sizeof(size));
1090                 bpf_prog_pack_free(ro_header);
1091                 bpf_jit_uncharge_modmem(size);
1092                 return NULL;
1093         }
1094
1095         /* Fill space with illegal/arch-dep instructions. */
1096         bpf_fill_ill_insns(*rw_header, size);
1097         (*rw_header)->size = size;
1098
1099         hole = min_t(unsigned int, size - (proglen + sizeof(*ro_header)),
1100                      BPF_PROG_CHUNK_SIZE - sizeof(*ro_header));
1101         start = get_random_u32_below(hole) & ~(alignment - 1);
1102
1103         *image_ptr = &ro_header->image[start];
1104         *rw_image = &(*rw_header)->image[start];
1105
1106         return ro_header;
1107 }
1108
1109 /* Copy JITed text from rw_header to its final location, the ro_header. */
1110 int bpf_jit_binary_pack_finalize(struct bpf_prog *prog,
1111                                  struct bpf_binary_header *ro_header,
1112                                  struct bpf_binary_header *rw_header)
1113 {
1114         void *ptr;
1115
1116         ptr = bpf_arch_text_copy(ro_header, rw_header, rw_header->size);
1117
1118         kvfree(rw_header);
1119
1120         if (IS_ERR(ptr)) {
1121                 bpf_prog_pack_free(ro_header);
1122                 return PTR_ERR(ptr);
1123         }
1124         return 0;
1125 }
1126
1127 /* bpf_jit_binary_pack_free is called in two different scenarios:
1128  *   1) when the program is freed after;
1129  *   2) when the JIT engine fails (before bpf_jit_binary_pack_finalize).
1130  * For case 2), we need to free both the RO memory and the RW buffer.
1131  *
1132  * bpf_jit_binary_pack_free requires proper ro_header->size. However,
1133  * bpf_jit_binary_pack_alloc does not set it. Therefore, ro_header->size
1134  * must be set with either bpf_jit_binary_pack_finalize (normal path) or
1135  * bpf_arch_text_copy (when jit fails).
1136  */
1137 void bpf_jit_binary_pack_free(struct bpf_binary_header *ro_header,
1138                               struct bpf_binary_header *rw_header)
1139 {
1140         u32 size = ro_header->size;
1141
1142         bpf_prog_pack_free(ro_header);
1143         kvfree(rw_header);
1144         bpf_jit_uncharge_modmem(size);
1145 }
1146
1147 struct bpf_binary_header *
1148 bpf_jit_binary_pack_hdr(const struct bpf_prog *fp)
1149 {
1150         unsigned long real_start = (unsigned long)fp->bpf_func;
1151         unsigned long addr;
1152
1153         addr = real_start & BPF_PROG_CHUNK_MASK;
1154         return (void *)addr;
1155 }
1156
1157 static inline struct bpf_binary_header *
1158 bpf_jit_binary_hdr(const struct bpf_prog *fp)
1159 {
1160         unsigned long real_start = (unsigned long)fp->bpf_func;
1161         unsigned long addr;
1162
1163         addr = real_start & PAGE_MASK;
1164         return (void *)addr;
1165 }
1166
1167 /* This symbol is only overridden by archs that have different
1168  * requirements than the usual eBPF JITs, f.e. when they only
1169  * implement cBPF JIT, do not set images read-only, etc.
1170  */
1171 void __weak bpf_jit_free(struct bpf_prog *fp)
1172 {
1173         if (fp->jited) {
1174                 struct bpf_binary_header *hdr = bpf_jit_binary_hdr(fp);
1175
1176                 bpf_jit_binary_free(hdr);
1177                 WARN_ON_ONCE(!bpf_prog_kallsyms_verify_off(fp));
1178         }
1179
1180         bpf_prog_unlock_free(fp);
1181 }
1182
1183 int bpf_jit_get_func_addr(const struct bpf_prog *prog,
1184                           const struct bpf_insn *insn, bool extra_pass,
1185                           u64 *func_addr, bool *func_addr_fixed)
1186 {
1187         s16 off = insn->off;
1188         s32 imm = insn->imm;
1189         u8 *addr;
1190
1191         *func_addr_fixed = insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL;
1192         if (!*func_addr_fixed) {
1193                 /* Place-holder address till the last pass has collected
1194                  * all addresses for JITed subprograms in which case we
1195                  * can pick them up from prog->aux.
1196                  */
1197                 if (!extra_pass)
1198                         addr = NULL;
1199                 else if (prog->aux->func &&
1200                          off >= 0 && off < prog->aux->func_cnt)
1201                         addr = (u8 *)prog->aux->func[off]->bpf_func;
1202                 else
1203                         return -EINVAL;
1204         } else {
1205                 /* Address of a BPF helper call. Since part of the core
1206                  * kernel, it's always at a fixed location. __bpf_call_base
1207                  * and the helper with imm relative to it are both in core
1208                  * kernel.
1209                  */
1210                 addr = (u8 *)__bpf_call_base + imm;
1211         }
1212
1213         *func_addr = (unsigned long)addr;
1214         return 0;
1215 }
1216
1217 static int bpf_jit_blind_insn(const struct bpf_insn *from,
1218                               const struct bpf_insn *aux,
1219                               struct bpf_insn *to_buff,
1220                               bool emit_zext)
1221 {
1222         struct bpf_insn *to = to_buff;
1223         u32 imm_rnd = get_random_u32();
1224         s16 off;
1225
1226         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_AX  + 1 != MAX_BPF_JIT_REG);
1227         BUILD_BUG_ON(MAX_BPF_REG + 1 != MAX_BPF_JIT_REG);
1228
1229         /* Constraints on AX register:
1230          *
1231          * AX register is inaccessible from user space. It is mapped in
1232          * all JITs, and used here for constant blinding rewrites. It is
1233          * typically "stateless" meaning its contents are only valid within
1234          * the executed instruction, but not across several instructions.
1235          * There are a few exceptions however which are further detailed
1236          * below.
1237          *
1238          * Constant blinding is only used by JITs, not in the interpreter.
1239          * The interpreter uses AX in some occasions as a local temporary
1240          * register e.g. in DIV or MOD instructions.
1241          *
1242          * In restricted circumstances, the verifier can also use the AX
1243          * register for rewrites as long as they do not interfere with
1244          * the above cases!
1245          */
1246         if (from->dst_reg == BPF_REG_AX || from->src_reg == BPF_REG_AX)
1247                 goto out;
1248
1249         if (from->imm == 0 &&
1250             (from->code == (BPF_ALU   | BPF_MOV | BPF_K) ||
1251              from->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K))) {
1252                 *to++ = BPF_ALU64_REG(BPF_XOR, from->dst_reg, from->dst_reg);
1253                 goto out;
1254         }
1255
1256         switch (from->code) {
1257         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
1258         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
1259         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
1260         case BPF_ALU | BPF_OR  | BPF_K:
1261         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
1262         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
1263         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
1264         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
1265         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
1266                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
1267                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1268                 *to++ = BPF_ALU32_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX);
1269                 break;
1270
1271         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
1272         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
1273         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
1274         case BPF_ALU64 | BPF_OR  | BPF_K:
1275         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
1276         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
1277         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
1278         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
1279         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
1280                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
1281                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1282                 *to++ = BPF_ALU64_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX);
1283                 break;
1284
1285         case BPF_JMP | BPF_JEQ  | BPF_K:
1286         case BPF_JMP | BPF_JNE  | BPF_K:
1287         case BPF_JMP | BPF_JGT  | BPF_K:
1288         case BPF_JMP | BPF_JLT  | BPF_K:
1289         case BPF_JMP | BPF_JGE  | BPF_K:
1290         case BPF_JMP | BPF_JLE  | BPF_K:
1291         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
1292         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K:
1293         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
1294         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K:
1295         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1296                 /* Accommodate for extra offset in case of a backjump. */
1297                 off = from->off;
1298                 if (off < 0)
1299                         off -= 2;
1300                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
1301                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1302                 *to++ = BPF_JMP_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX, off);
1303                 break;
1304
1305         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ  | BPF_K:
1306         case BPF_JMP32 | BPF_JNE  | BPF_K:
1307         case BPF_JMP32 | BPF_JGT  | BPF_K:
1308         case BPF_JMP32 | BPF_JLT  | BPF_K:
1309         case BPF_JMP32 | BPF_JGE  | BPF_K:
1310         case BPF_JMP32 | BPF_JLE  | BPF_K:
1311         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K:
1312         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K:
1313         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K:
1314         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K:
1315         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K:
1316                 /* Accommodate for extra offset in case of a backjump. */
1317                 off = from->off;
1318                 if (off < 0)
1319                         off -= 2;
1320                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
1321                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1322                 *to++ = BPF_JMP32_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX,
1323                                       off);
1324                 break;
1325
1326         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW:
1327                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ aux[1].imm);
1328                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1329                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
1330                 *to++ = BPF_ALU64_REG(BPF_MOV, aux[0].dst_reg, BPF_REG_AX);
1331                 break;
1332         case 0: /* Part 2 of BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW. */
1333                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ aux[0].imm);
1334                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1335                 if (emit_zext)
1336                         *to++ = BPF_ZEXT_REG(BPF_REG_AX);
1337                 *to++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR,  aux[0].dst_reg, BPF_REG_AX);
1338                 break;
1339
1340         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
1341         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
1342         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
1343         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
1344                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
1345                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1346                 *to++ = BPF_STX_MEM(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX, from->off);
1347                 break;
1348         }
1349 out:
1350         return to - to_buff;
1351 }
1352
1353 static struct bpf_prog *bpf_prog_clone_create(struct bpf_prog *fp_other,
1354                                               gfp_t gfp_extra_flags)
1355 {
1356         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags;
1357         struct bpf_prog *fp;
1358
1359         fp = __vmalloc(fp_other->pages * PAGE_SIZE, gfp_flags);
1360         if (fp != NULL) {
1361                 /* aux->prog still points to the fp_other one, so
1362                  * when promoting the clone to the real program,
1363                  * this still needs to be adapted.
1364                  */
1365                 memcpy(fp, fp_other, fp_other->pages * PAGE_SIZE);
1366         }
1367
1368         return fp;
1369 }
1370
1371 static void bpf_prog_clone_free(struct bpf_prog *fp)
1372 {
1373         /* aux was stolen by the other clone, so we cannot free
1374          * it from this path! It will be freed eventually by the
1375          * other program on release.
1376          *
1377          * At this point, we don't need a deferred release since
1378          * clone is guaranteed to not be locked.
1379          */
1380         fp->aux = NULL;
1381         fp->stats = NULL;
1382         fp->active = NULL;
1383         __bpf_prog_free(fp);
1384 }
1385
1386 void bpf_jit_prog_release_other(struct bpf_prog *fp, struct bpf_prog *fp_other)
1387 {
1388         /* We have to repoint aux->prog to self, as we don't
1389          * know whether fp here is the clone or the original.
1390          */
1391         fp->aux->prog = fp;
1392         bpf_prog_clone_free(fp_other);
1393 }
1394
1395 struct bpf_prog *bpf_jit_blind_constants(struct bpf_prog *prog)
1396 {
1397         struct bpf_insn insn_buff[16], aux[2];
1398         struct bpf_prog *clone, *tmp;
1399         int insn_delta, insn_cnt;
1400         struct bpf_insn *insn;
1401         int i, rewritten;
1402
1403         if (!prog->blinding_requested || prog->blinded)
1404                 return prog;
1405
1406         clone = bpf_prog_clone_create(prog, GFP_USER);
1407         if (!clone)
1408                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1409
1410         insn_cnt = clone->len;
1411         insn = clone->insnsi;
1412
1413         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
1414                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
1415                         /* ld_imm64 with an address of bpf subprog is not
1416                          * a user controlled constant. Don't randomize it,
1417                          * since it will conflict with jit_subprogs() logic.
1418                          */
1419                         insn++;
1420                         i++;
1421                         continue;
1422                 }
1423
1424                 /* We temporarily need to hold the original ld64 insn
1425                  * so that we can still access the first part in the
1426                  * second blinding run.
1427                  */
1428                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW) &&
1429                     insn[1].code == 0)
1430                         memcpy(aux, insn, sizeof(aux));
1431
1432                 rewritten = bpf_jit_blind_insn(insn, aux, insn_buff,
1433                                                 clone->aux->verifier_zext);
1434                 if (!rewritten)
1435                         continue;
1436
1437                 tmp = bpf_patch_insn_single(clone, i, insn_buff, rewritten);
1438                 if (IS_ERR(tmp)) {
1439                         /* Patching may have repointed aux->prog during
1440                          * realloc from the original one, so we need to
1441                          * fix it up here on error.
1442                          */
1443                         bpf_jit_prog_release_other(prog, clone);
1444                         return tmp;
1445                 }
1446
1447                 clone = tmp;
1448                 insn_delta = rewritten - 1;
1449
1450                 /* Walk new program and skip insns we just inserted. */
1451                 insn = clone->insnsi + i + insn_delta;
1452                 insn_cnt += insn_delta;
1453                 i        += insn_delta;
1454         }
1455
1456         clone->blinded = 1;
1457         return clone;
1458 }
1459 #endif /* CONFIG_BPF_JIT */
1460
1461 /* Base function for offset calculation. Needs to go into .text section,
1462  * therefore keeping it non-static as well; will also be used by JITs
1463  * anyway later on, so do not let the compiler omit it. This also needs
1464  * to go into kallsyms for correlation from e.g. bpftool, so naming
1465  * must not change.
1466  */
1467 noinline u64 __bpf_call_base(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
1468 {
1469         return 0;
1470 }
1471 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bpf_call_base);
1472
1473 /* All UAPI available opcodes. */
1474 #define BPF_INSN_MAP(INSN_2, INSN_3)            \
1475         /* 32 bit ALU operations. */            \
1476         /*   Register based. */                 \
1477         INSN_3(ALU, ADD,  X),                   \
1478         INSN_3(ALU, SUB,  X),                   \
1479         INSN_3(ALU, AND,  X),                   \
1480         INSN_3(ALU, OR,   X),                   \
1481         INSN_3(ALU, LSH,  X),                   \
1482         INSN_3(ALU, RSH,  X),                   \
1483         INSN_3(ALU, XOR,  X),                   \
1484         INSN_3(ALU, MUL,  X),                   \
1485         INSN_3(ALU, MOV,  X),                   \
1486         INSN_3(ALU, ARSH, X),                   \
1487         INSN_3(ALU, DIV,  X),                   \
1488         INSN_3(ALU, MOD,  X),                   \
1489         INSN_2(ALU, NEG),                       \
1490         INSN_3(ALU, END, TO_BE),                \
1491         INSN_3(ALU, END, TO_LE),                \
1492         /*   Immediate based. */                \
1493         INSN_3(ALU, ADD,  K),                   \
1494         INSN_3(ALU, SUB,  K),                   \
1495         INSN_3(ALU, AND,  K),                   \
1496         INSN_3(ALU, OR,   K),                   \
1497         INSN_3(ALU, LSH,  K),                   \
1498         INSN_3(ALU, RSH,  K),                   \
1499         INSN_3(ALU, XOR,  K),                   \
1500         INSN_3(ALU, MUL,  K),                   \
1501         INSN_3(ALU, MOV,  K),                   \
1502         INSN_3(ALU, ARSH, K),                   \
1503         INSN_3(ALU, DIV,  K),                   \
1504         INSN_3(ALU, MOD,  K),                   \
1505         /* 64 bit ALU operations. */            \
1506         /*   Register based. */                 \
1507         INSN_3(ALU64, ADD,  X),                 \
1508         INSN_3(ALU64, SUB,  X),                 \
1509         INSN_3(ALU64, AND,  X),                 \
1510         INSN_3(ALU64, OR,   X),                 \
1511         INSN_3(ALU64, LSH,  X),                 \
1512         INSN_3(ALU64, RSH,  X),                 \
1513         INSN_3(ALU64, XOR,  X),                 \
1514         INSN_3(ALU64, MUL,  X),                 \
1515         INSN_3(ALU64, MOV,  X),                 \
1516         INSN_3(ALU64, ARSH, X),                 \
1517         INSN_3(ALU64, DIV,  X),                 \
1518         INSN_3(ALU64, MOD,  X),                 \
1519         INSN_2(ALU64, NEG),                     \
1520         /*   Immediate based. */                \
1521         INSN_3(ALU64, ADD,  K),                 \
1522         INSN_3(ALU64, SUB,  K),                 \
1523         INSN_3(ALU64, AND,  K),                 \
1524         INSN_3(ALU64, OR,   K),                 \
1525         INSN_3(ALU64, LSH,  K),                 \
1526         INSN_3(ALU64, RSH,  K),                 \
1527         INSN_3(ALU64, XOR,  K),                 \
1528         INSN_3(ALU64, MUL,  K),                 \
1529         INSN_3(ALU64, MOV,  K),                 \
1530         INSN_3(ALU64, ARSH, K),                 \
1531         INSN_3(ALU64, DIV,  K),                 \
1532         INSN_3(ALU64, MOD,  K),                 \
1533         /* Call instruction. */                 \
1534         INSN_2(JMP, CALL),                      \
1535         /* Exit instruction. */                 \
1536         INSN_2(JMP, EXIT),                      \
1537         /* 32-bit Jump instructions. */         \
1538         /*   Register based. */                 \
1539         INSN_3(JMP32, JEQ,  X),                 \
1540         INSN_3(JMP32, JNE,  X),                 \
1541         INSN_3(JMP32, JGT,  X),                 \
1542         INSN_3(JMP32, JLT,  X),                 \
1543         INSN_3(JMP32, JGE,  X),                 \
1544         INSN_3(JMP32, JLE,  X),                 \
1545         INSN_3(JMP32, JSGT, X),                 \
1546         INSN_3(JMP32, JSLT, X),                 \
1547         INSN_3(JMP32, JSGE, X),                 \
1548         INSN_3(JMP32, JSLE, X),                 \
1549         INSN_3(JMP32, JSET, X),                 \
1550         /*   Immediate based. */                \
1551         INSN_3(JMP32, JEQ,  K),                 \
1552         INSN_3(JMP32, JNE,  K),                 \
1553         INSN_3(JMP32, JGT,  K),                 \
1554         INSN_3(JMP32, JLT,  K),                 \
1555         INSN_3(JMP32, JGE,  K),                 \
1556         INSN_3(JMP32, JLE,  K),                 \
1557         INSN_3(JMP32, JSGT, K),                 \
1558         INSN_3(JMP32, JSLT, K),                 \
1559         INSN_3(JMP32, JSGE, K),                 \
1560         INSN_3(JMP32, JSLE, K),                 \
1561         INSN_3(JMP32, JSET, K),                 \
1562         /* Jump instructions. */                \
1563         /*   Register based. */                 \
1564         INSN_3(JMP, JEQ,  X),                   \
1565         INSN_3(JMP, JNE,  X),                   \
1566         INSN_3(JMP, JGT,  X),                   \
1567         INSN_3(JMP, JLT,  X),                   \
1568         INSN_3(JMP, JGE,  X),                   \
1569         INSN_3(JMP, JLE,  X),                   \
1570         INSN_3(JMP, JSGT, X),                   \
1571         INSN_3(JMP, JSLT, X),                   \
1572         INSN_3(JMP, JSGE, X),                   \
1573         INSN_3(JMP, JSLE, X),                   \
1574         INSN_3(JMP, JSET, X),                   \
1575         /*   Immediate based. */                \
1576         INSN_3(JMP, JEQ,  K),                   \
1577         INSN_3(JMP, JNE,  K),                   \
1578         INSN_3(JMP, JGT,  K),                   \
1579         INSN_3(JMP, JLT,  K),                   \
1580         INSN_3(JMP, JGE,  K),                   \
1581         INSN_3(JMP, JLE,  K),                   \
1582         INSN_3(JMP, JSGT, K),                   \
1583         INSN_3(JMP, JSLT, K),                   \
1584         INSN_3(JMP, JSGE, K),                   \
1585         INSN_3(JMP, JSLE, K),                   \
1586         INSN_3(JMP, JSET, K),                   \
1587         INSN_2(JMP, JA),                        \
1588         /* Store instructions. */               \
1589         /*   Register based. */                 \
1590         INSN_3(STX, MEM,  B),                   \
1591         INSN_3(STX, MEM,  H),                   \
1592         INSN_3(STX, MEM,  W),                   \
1593         INSN_3(STX, MEM,  DW),                  \
1594         INSN_3(STX, ATOMIC, W),                 \
1595         INSN_3(STX, ATOMIC, DW),                \
1596         /*   Immediate based. */                \
1597         INSN_3(ST, MEM, B),                     \
1598         INSN_3(ST, MEM, H),                     \
1599         INSN_3(ST, MEM, W),                     \
1600         INSN_3(ST, MEM, DW),                    \
1601         /* Load instructions. */                \
1602         /*   Register based. */                 \
1603         INSN_3(LDX, MEM, B),                    \
1604         INSN_3(LDX, MEM, H),                    \
1605         INSN_3(LDX, MEM, W),                    \
1606         INSN_3(LDX, MEM, DW),                   \
1607         /*   Immediate based. */                \
1608         INSN_3(LD, IMM, DW)
1609
1610 bool bpf_opcode_in_insntable(u8 code)
1611 {
1612 #define BPF_INSN_2_TBL(x, y)    [BPF_##x | BPF_##y] = true
1613 #define BPF_INSN_3_TBL(x, y, z) [BPF_##x | BPF_##y | BPF_##z] = true
1614         static const bool public_insntable[256] = {
1615                 [0 ... 255] = false,
1616                 /* Now overwrite non-defaults ... */
1617                 BPF_INSN_MAP(BPF_INSN_2_TBL, BPF_INSN_3_TBL),
1618                 /* UAPI exposed, but rewritten opcodes. cBPF carry-over. */
1619                 [BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B] = true,
1620                 [BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H] = true,
1621                 [BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W] = true,
1622                 [BPF_LD | BPF_IND | BPF_B] = true,
1623                 [BPF_LD | BPF_IND | BPF_H] = true,
1624                 [BPF_LD | BPF_IND | BPF_W] = true,
1625         };
1626 #undef BPF_INSN_3_TBL
1627 #undef BPF_INSN_2_TBL
1628         return public_insntable[code];
1629 }
1630
1631 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
1632 u64 __weak bpf_probe_read_kernel(void *dst, u32 size, const void *unsafe_ptr)
1633 {
1634         memset(dst, 0, size);
1635         return -EFAULT;
1636 }
1637
1638 /**
1639  *      ___bpf_prog_run - run eBPF program on a given context
1640  *      @regs: is the array of MAX_BPF_EXT_REG eBPF pseudo-registers
1641  *      @insn: is the array of eBPF instructions
1642  *
1643  * Decode and execute eBPF instructions.
1644  *
1645  * Return: whatever value is in %BPF_R0 at program exit
1646  */
1647 static u64 ___bpf_prog_run(u64 *regs, const struct bpf_insn *insn)
1648 {
1649 #define BPF_INSN_2_LBL(x, y)    [BPF_##x | BPF_##y] = &&x##_##y
1650 #define BPF_INSN_3_LBL(x, y, z) [BPF_##x | BPF_##y | BPF_##z] = &&x##_##y##_##z
1651         static const void * const jumptable[256] __annotate_jump_table = {
1652                 [0 ... 255] = &&default_label,
1653                 /* Now overwrite non-defaults ... */
1654                 BPF_INSN_MAP(BPF_INSN_2_LBL, BPF_INSN_3_LBL),
1655                 /* Non-UAPI available opcodes. */
1656                 [BPF_JMP | BPF_CALL_ARGS] = &&JMP_CALL_ARGS,
1657                 [BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL] = &&JMP_TAIL_CALL,
1658                 [BPF_ST  | BPF_NOSPEC] = &&ST_NOSPEC,
1659                 [BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_B] = &&LDX_PROBE_MEM_B,
1660                 [BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_H] = &&LDX_PROBE_MEM_H,
1661                 [BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_W] = &&LDX_PROBE_MEM_W,
1662                 [BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_DW] = &&LDX_PROBE_MEM_DW,
1663         };
1664 #undef BPF_INSN_3_LBL
1665 #undef BPF_INSN_2_LBL
1666         u32 tail_call_cnt = 0;
1667
1668 #define CONT     ({ insn++; goto select_insn; })
1669 #define CONT_JMP ({ insn++; goto select_insn; })
1670
1671 select_insn:
1672         goto *jumptable[insn->code];
1673
1674         /* Explicitly mask the register-based shift amounts with 63 or 31
1675          * to avoid undefined behavior. Normally this won't affect the
1676          * generated code, for example, in case of native 64 bit archs such
1677          * as x86-64 or arm64, the compiler is optimizing the AND away for
1678          * the interpreter. In case of JITs, each of the JIT backends compiles
1679          * the BPF shift operations to machine instructions which produce
1680          * implementation-defined results in such a case; the resulting
1681          * contents of the register may be arbitrary, but program behaviour
1682          * as a whole remains defined. In other words, in case of JIT backends,
1683          * the AND must /not/ be added to the emitted LSH/RSH/ARSH translation.
1684          */
1685         /* ALU (shifts) */
1686 #define SHT(OPCODE, OP)                                 \
1687         ALU64_##OPCODE##_X:                             \
1688                 DST = DST OP (SRC & 63);                \
1689                 CONT;                                   \
1690         ALU_##OPCODE##_X:                               \
1691                 DST = (u32) DST OP ((u32) SRC & 31);    \
1692                 CONT;                                   \
1693         ALU64_##OPCODE##_K:                             \
1694                 DST = DST OP IMM;                       \
1695                 CONT;                                   \
1696         ALU_##OPCODE##_K:                               \
1697                 DST = (u32) DST OP (u32) IMM;           \
1698                 CONT;
1699         /* ALU (rest) */
1700 #define ALU(OPCODE, OP)                                 \
1701         ALU64_##OPCODE##_X:                             \
1702                 DST = DST OP SRC;                       \
1703                 CONT;                                   \
1704         ALU_##OPCODE##_X:                               \
1705                 DST = (u32) DST OP (u32) SRC;           \
1706                 CONT;                                   \
1707         ALU64_##OPCODE##_K:                             \
1708                 DST = DST OP IMM;                       \
1709                 CONT;                                   \
1710         ALU_##OPCODE##_K:                               \
1711                 DST = (u32) DST OP (u32) IMM;           \
1712                 CONT;
1713         ALU(ADD,  +)
1714         ALU(SUB,  -)
1715         ALU(AND,  &)
1716         ALU(OR,   |)
1717         ALU(XOR,  ^)
1718         ALU(MUL,  *)
1719         SHT(LSH, <<)
1720         SHT(RSH, >>)
1721 #undef SHT
1722 #undef ALU
1723         ALU_NEG:
1724                 DST = (u32) -DST;
1725                 CONT;
1726         ALU64_NEG:
1727                 DST = -DST;
1728                 CONT;
1729         ALU_MOV_X:
1730                 DST = (u32) SRC;
1731                 CONT;
1732         ALU_MOV_K:
1733                 DST = (u32) IMM;
1734                 CONT;
1735         ALU64_MOV_X:
1736                 DST = SRC;
1737                 CONT;
1738         ALU64_MOV_K:
1739                 DST = IMM;
1740                 CONT;
1741         LD_IMM_DW:
1742                 DST = (u64) (u32) insn[0].imm | ((u64) (u32) insn[1].imm) << 32;
1743                 insn++;
1744                 CONT;
1745         ALU_ARSH_X:
1746                 DST = (u64) (u32) (((s32) DST) >> (SRC & 31));
1747                 CONT;
1748         ALU_ARSH_K:
1749                 DST = (u64) (u32) (((s32) DST) >> IMM);
1750                 CONT;
1751         ALU64_ARSH_X:
1752                 (*(s64 *) &DST) >>= (SRC & 63);
1753                 CONT;
1754         ALU64_ARSH_K:
1755                 (*(s64 *) &DST) >>= IMM;
1756                 CONT;
1757         ALU64_MOD_X:
1758                 div64_u64_rem(DST, SRC, &AX);
1759                 DST = AX;
1760                 CONT;
1761         ALU_MOD_X:
1762                 AX = (u32) DST;
1763                 DST = do_div(AX, (u32) SRC);
1764                 CONT;
1765         ALU64_MOD_K:
1766                 div64_u64_rem(DST, IMM, &AX);
1767                 DST = AX;
1768                 CONT;
1769         ALU_MOD_K:
1770                 AX = (u32) DST;
1771                 DST = do_div(AX, (u32) IMM);
1772                 CONT;
1773         ALU64_DIV_X:
1774                 DST = div64_u64(DST, SRC);
1775                 CONT;
1776         ALU_DIV_X:
1777                 AX = (u32) DST;
1778                 do_div(AX, (u32) SRC);
1779                 DST = (u32) AX;
1780                 CONT;
1781         ALU64_DIV_K:
1782                 DST = div64_u64(DST, IMM);
1783                 CONT;
1784         ALU_DIV_K:
1785                 AX = (u32) DST;
1786                 do_div(AX, (u32) IMM);
1787                 DST = (u32) AX;
1788                 CONT;
1789         ALU_END_TO_BE:
1790                 switch (IMM) {
1791                 case 16:
1792                         DST = (__force u16) cpu_to_be16(DST);
1793                         break;
1794                 case 32:
1795                         DST = (__force u32) cpu_to_be32(DST);
1796                         break;
1797                 case 64:
1798                         DST = (__force u64) cpu_to_be64(DST);
1799                         break;
1800                 }
1801                 CONT;
1802         ALU_END_TO_LE:
1803                 switch (IMM) {
1804                 case 16:
1805                         DST = (__force u16) cpu_to_le16(DST);
1806                         break;
1807                 case 32:
1808                         DST = (__force u32) cpu_to_le32(DST);
1809                         break;
1810                 case 64:
1811                         DST = (__force u64) cpu_to_le64(DST);
1812                         break;
1813                 }
1814                 CONT;
1815
1816         /* CALL */
1817         JMP_CALL:
1818                 /* Function call scratches BPF_R1-BPF_R5 registers,
1819                  * preserves BPF_R6-BPF_R9, and stores return value
1820                  * into BPF_R0.
1821                  */
1822                 BPF_R0 = (__bpf_call_base + insn->imm)(BPF_R1, BPF_R2, BPF_R3,
1823                                                        BPF_R4, BPF_R5);
1824                 CONT;
1825
1826         JMP_CALL_ARGS:
1827                 BPF_R0 = (__bpf_call_base_args + insn->imm)(BPF_R1, BPF_R2,
1828                                                             BPF_R3, BPF_R4,
1829                                                             BPF_R5,
1830                                                             insn + insn->off + 1);
1831                 CONT;
1832
1833         JMP_TAIL_CALL: {
1834                 struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) BPF_R2;
1835                 struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
1836                 struct bpf_prog *prog;
1837                 u32 index = BPF_R3;
1838
1839                 if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
1840                         goto out;
1841
1842                 if (unlikely(tail_call_cnt >= MAX_TAIL_CALL_CNT))
1843                         goto out;
1844
1845                 tail_call_cnt++;
1846
1847                 prog = READ_ONCE(array->ptrs[index]);
1848                 if (!prog)
1849                         goto out;
1850
1851                 /* ARG1 at this point is guaranteed to point to CTX from
1852                  * the verifier side due to the fact that the tail call is
1853                  * handled like a helper, that is, bpf_tail_call_proto,
1854                  * where arg1_type is ARG_PTR_TO_CTX.
1855                  */
1856                 insn = prog->insnsi;
1857                 goto select_insn;
1858 out:
1859                 CONT;
1860         }
1861         JMP_JA:
1862                 insn += insn->off;
1863                 CONT;
1864         JMP_EXIT:
1865                 return BPF_R0;
1866         /* JMP */
1867 #define COND_JMP(SIGN, OPCODE, CMP_OP)                          \
1868         JMP_##OPCODE##_X:                                       \
1869                 if ((SIGN##64) DST CMP_OP (SIGN##64) SRC) {     \
1870                         insn += insn->off;                      \
1871                         CONT_JMP;                               \
1872                 }                                               \
1873                 CONT;                                           \
1874         JMP32_##OPCODE##_X:                                     \
1875                 if ((SIGN##32) DST CMP_OP (SIGN##32) SRC) {     \
1876                         insn += insn->off;                      \
1877                         CONT_JMP;                               \
1878                 }                                               \
1879                 CONT;                                           \
1880         JMP_##OPCODE##_K:                                       \
1881                 if ((SIGN##64) DST CMP_OP (SIGN##64) IMM) {     \
1882                         insn += insn->off;                      \
1883                         CONT_JMP;                               \
1884                 }                                               \
1885                 CONT;                                           \
1886         JMP32_##OPCODE##_K:                                     \
1887                 if ((SIGN##32) DST CMP_OP (SIGN##32) IMM) {     \
1888                         insn += insn->off;                      \
1889                         CONT_JMP;                               \
1890                 }                                               \
1891                 CONT;
1892         COND_JMP(u, JEQ, ==)
1893         COND_JMP(u, JNE, !=)
1894         COND_JMP(u, JGT, >)
1895         COND_JMP(u, JLT, <)
1896         COND_JMP(u, JGE, >=)
1897         COND_JMP(u, JLE, <=)
1898         COND_JMP(u, JSET, &)
1899         COND_JMP(s, JSGT, >)
1900         COND_JMP(s, JSLT, <)
1901         COND_JMP(s, JSGE, >=)
1902         COND_JMP(s, JSLE, <=)
1903 #undef COND_JMP
1904         /* ST, STX and LDX*/
1905         ST_NOSPEC:
1906                 /* Speculation barrier for mitigating Speculative Store Bypass.
1907                  * In case of arm64, we rely on the firmware mitigation as
1908                  * controlled via the ssbd kernel parameter. Whenever the
1909                  * mitigation is enabled, it works for all of the kernel code
1910                  * with no need to provide any additional instructions here.
1911                  * In case of x86, we use 'lfence' insn for mitigation. We
1912                  * reuse preexisting logic from Spectre v1 mitigation that
1913                  * happens to produce the required code on x86 for v4 as well.
1914                  */
1915                 barrier_nospec();
1916                 CONT;
1917 #define LDST(SIZEOP, SIZE)                                              \
1918         STX_MEM_##SIZEOP:                                               \
1919                 *(SIZE *)(unsigned long) (DST + insn->off) = SRC;       \
1920                 CONT;                                                   \
1921         ST_MEM_##SIZEOP:                                                \
1922                 *(SIZE *)(unsigned long) (DST + insn->off) = IMM;       \
1923                 CONT;                                                   \
1924         LDX_MEM_##SIZEOP:                                               \
1925                 DST = *(SIZE *)(unsigned long) (SRC + insn->off);       \
1926                 CONT;                                                   \
1927         LDX_PROBE_MEM_##SIZEOP:                                         \
1928                 bpf_probe_read_kernel(&DST, sizeof(SIZE),               \
1929                                       (const void *)(long) (SRC + insn->off));  \
1930                 DST = *((SIZE *)&DST);                                  \
1931                 CONT;
1932
1933         LDST(B,   u8)
1934         LDST(H,  u16)
1935         LDST(W,  u32)
1936         LDST(DW, u64)
1937 #undef LDST
1938
1939 #define ATOMIC_ALU_OP(BOP, KOP)                                         \
1940                 case BOP:                                               \
1941                         if (BPF_SIZE(insn->code) == BPF_W)              \
1942                                 atomic_##KOP((u32) SRC, (atomic_t *)(unsigned long) \
1943                                              (DST + insn->off));        \
1944                         else                                            \
1945                                 atomic64_##KOP((u64) SRC, (atomic64_t *)(unsigned long) \
1946                                                (DST + insn->off));      \
1947                         break;                                          \
1948                 case BOP | BPF_FETCH:                                   \
1949                         if (BPF_SIZE(insn->code) == BPF_W)              \
1950                                 SRC = (u32) atomic_fetch_##KOP(         \
1951                                         (u32) SRC,                      \
1952                                         (atomic_t *)(unsigned long) (DST + insn->off)); \
1953                         else                                            \
1954                                 SRC = (u64) atomic64_fetch_##KOP(       \
1955                                         (u64) SRC,                      \
1956                                         (atomic64_t *)(unsigned long) (DST + insn->off)); \
1957                         break;
1958
1959         STX_ATOMIC_DW:
1960         STX_ATOMIC_W:
1961                 switch (IMM) {
1962                 ATOMIC_ALU_OP(BPF_ADD, add)
1963                 ATOMIC_ALU_OP(BPF_AND, and)
1964                 ATOMIC_ALU_OP(BPF_OR, or)
1965                 ATOMIC_ALU_OP(BPF_XOR, xor)
1966 #undef ATOMIC_ALU_OP
1967
1968                 case BPF_XCHG:
1969                         if (BPF_SIZE(insn->code) == BPF_W)
1970                                 SRC = (u32) atomic_xchg(
1971                                         (atomic_t *)(unsigned long) (DST + insn->off),
1972                                         (u32) SRC);
1973                         else
1974                                 SRC = (u64) atomic64_xchg(
1975                                         (atomic64_t *)(unsigned long) (DST + insn->off),
1976                                         (u64) SRC);
1977                         break;
1978                 case BPF_CMPXCHG:
1979                         if (BPF_SIZE(insn->code) == BPF_W)
1980                                 BPF_R0 = (u32) atomic_cmpxchg(
1981                                         (atomic_t *)(unsigned long) (DST + insn->off),
1982                                         (u32) BPF_R0, (u32) SRC);
1983                         else
1984                                 BPF_R0 = (u64) atomic64_cmpxchg(
1985                                         (atomic64_t *)(unsigned long) (DST + insn->off),
1986                                         (u64) BPF_R0, (u64) SRC);
1987                         break;
1988
1989                 default:
1990                         goto default_label;
1991                 }
1992                 CONT;
1993
1994         default_label:
1995                 /* If we ever reach this, we have a bug somewhere. Die hard here
1996                  * instead of just returning 0; we could be somewhere in a subprog,
1997                  * so execution could continue otherwise which we do /not/ want.
1998                  *
1999                  * Note, verifier whitelists all opcodes in bpf_opcode_in_insntable().
2000                  */
2001                 pr_warn("BPF interpreter: unknown opcode %02x (imm: 0x%x)\n",
2002                         insn->code, insn->imm);
2003                 BUG_ON(1);
2004                 return 0;
2005 }
2006
2007 #define PROG_NAME(stack_size) __bpf_prog_run##stack_size
2008 #define DEFINE_BPF_PROG_RUN(stack_size) \
2009 static unsigned int PROG_NAME(stack_size)(const void *ctx, const struct bpf_insn *insn) \
2010 { \
2011         u64 stack[stack_size / sizeof(u64)]; \
2012         u64 regs[MAX_BPF_EXT_REG] = {}; \
2013 \
2014         FP = (u64) (unsigned long) &stack[ARRAY_SIZE(stack)]; \
2015         ARG1 = (u64) (unsigned long) ctx; \
2016         return ___bpf_prog_run(regs, insn); \
2017 }
2018
2019 #define PROG_NAME_ARGS(stack_size) __bpf_prog_run_args##stack_size
2020 #define DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS(stack_size) \
2021 static u64 PROG_NAME_ARGS(stack_size)(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5, \
2022                                       const struct bpf_insn *insn) \
2023 { \
2024         u64 stack[stack_size / sizeof(u64)]; \
2025         u64 regs[MAX_BPF_EXT_REG]; \
2026 \
2027         FP = (u64) (unsigned long) &stack[ARRAY_SIZE(stack)]; \
2028         BPF_R1 = r1; \
2029         BPF_R2 = r2; \
2030         BPF_R3 = r3; \
2031         BPF_R4 = r4; \
2032         BPF_R5 = r5; \
2033         return ___bpf_prog_run(regs, insn); \
2034 }
2035
2036 #define EVAL1(FN, X) FN(X)
2037 #define EVAL2(FN, X, Y...) FN(X) EVAL1(FN, Y)
2038 #define EVAL3(FN, X, Y...) FN(X) EVAL2(FN, Y)
2039 #define EVAL4(FN, X, Y...) FN(X) EVAL3(FN, Y)
2040 #define EVAL5(FN, X, Y...) FN(X) EVAL4(FN, Y)
2041 #define EVAL6(FN, X, Y...) FN(X) EVAL5(FN, Y)
2042
2043 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN, 32, 64, 96, 128, 160, 192);
2044 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN, 224, 256, 288, 320, 352, 384);
2045 EVAL4(DEFINE_BPF_PROG_RUN, 416, 448, 480, 512);
2046
2047 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS, 32, 64, 96, 128, 160, 192);
2048 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS, 224, 256, 288, 320, 352, 384);
2049 EVAL4(DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS, 416, 448, 480, 512);
2050
2051 #define PROG_NAME_LIST(stack_size) PROG_NAME(stack_size),
2052
2053 static unsigned int (*interpreters[])(const void *ctx,
2054                                       const struct bpf_insn *insn) = {
2055 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 32, 64, 96, 128, 160, 192)
2056 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 224, 256, 288, 320, 352, 384)
2057 EVAL4(PROG_NAME_LIST, 416, 448, 480, 512)
2058 };
2059 #undef PROG_NAME_LIST
2060 #define PROG_NAME_LIST(stack_size) PROG_NAME_ARGS(stack_size),
2061 static u64 (*interpreters_args[])(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5,
2062                                   const struct bpf_insn *insn) = {
2063 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 32, 64, 96, 128, 160, 192)
2064 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 224, 256, 288, 320, 352, 384)
2065 EVAL4(PROG_NAME_LIST, 416, 448, 480, 512)
2066 };
2067 #undef PROG_NAME_LIST
2068
2069 void bpf_patch_call_args(struct bpf_insn *insn, u32 stack_depth)
2070 {
2071         stack_depth = max_t(u32, stack_depth, 1);
2072         insn->off = (s16) insn->imm;
2073         insn->imm = interpreters_args[(round_up(stack_depth, 32) / 32) - 1] -
2074                 __bpf_call_base_args;
2075         insn->code = BPF_JMP | BPF_CALL_ARGS;
2076 }
2077
2078 #else
2079 static unsigned int __bpf_prog_ret0_warn(const void *ctx,
2080                                          const struct bpf_insn *insn)
2081 {
2082         /* If this handler ever gets executed, then BPF_JIT_ALWAYS_ON
2083          * is not working properly, so warn about it!
2084          */
2085         WARN_ON_ONCE(1);
2086         return 0;
2087 }
2088 #endif
2089
2090 bool bpf_prog_map_compatible(struct bpf_map *map,
2091                              const struct bpf_prog *fp)
2092 {
2093         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(fp);
2094         bool ret;
2095
2096         if (fp->kprobe_override)
2097                 return false;
2098
2099         /* XDP programs inserted into maps are not guaranteed to run on
2100          * a particular netdev (and can run outside driver context entirely
2101          * in the case of devmap and cpumap). Until device checks
2102          * are implemented, prohibit adding dev-bound programs to program maps.
2103          */
2104         if (bpf_prog_is_dev_bound(fp->aux))
2105                 return false;
2106
2107         spin_lock(&map->owner.lock);
2108         if (!map->owner.type) {
2109                 /* There's no owner yet where we could check for
2110                  * compatibility.
2111                  */
2112                 map->owner.type  = prog_type;
2113                 map->owner.jited = fp->jited;
2114                 map->owner.xdp_has_frags = fp->aux->xdp_has_frags;
2115                 ret = true;
2116         } else {
2117                 ret = map->owner.type  == prog_type &&
2118                       map->owner.jited == fp->jited &&
2119                       map->owner.xdp_has_frags == fp->aux->xdp_has_frags;
2120         }
2121         spin_unlock(&map->owner.lock);
2122
2123         return ret;
2124 }
2125
2126 static int bpf_check_tail_call(const struct bpf_prog *fp)
2127 {
2128         struct bpf_prog_aux *aux = fp->aux;
2129         int i, ret = 0;
2130
2131         mutex_lock(&aux->used_maps_mutex);
2132         for (i = 0; i < aux->used_map_cnt; i++) {
2133                 struct bpf_map *map = aux->used_maps[i];
2134
2135                 if (!map_type_contains_progs(map))
2136                         continue;
2137
2138                 if (!bpf_prog_map_compatible(map, fp)) {
2139                         ret = -EINVAL;
2140                         goto out;
2141                 }
2142         }
2143
2144 out:
2145         mutex_unlock(&aux->used_maps_mutex);
2146         return ret;
2147 }
2148
2149 static void bpf_prog_select_func(struct bpf_prog *fp)
2150 {
2151 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
2152         u32 stack_depth = max_t(u32, fp->aux->stack_depth, 1);
2153
2154         fp->bpf_func = interpreters[(round_up(stack_depth, 32) / 32) - 1];
2155 #else
2156         fp->bpf_func = __bpf_prog_ret0_warn;
2157 #endif
2158 }
2159
2160 /**
2161  *      bpf_prog_select_runtime - select exec runtime for BPF program
2162  *      @fp: bpf_prog populated with BPF program
2163  *      @err: pointer to error variable
2164  *
2165  * Try to JIT eBPF program, if JIT is not available, use interpreter.
2166  * The BPF program will be executed via bpf_prog_run() function.
2167  *
2168  * Return: the &fp argument along with &err set to 0 for success or
2169  * a negative errno code on failure
2170  */
2171 struct bpf_prog *bpf_prog_select_runtime(struct bpf_prog *fp, int *err)
2172 {
2173         /* In case of BPF to BPF calls, verifier did all the prep
2174          * work with regards to JITing, etc.
2175          */
2176         bool jit_needed = false;
2177
2178         if (fp->bpf_func)
2179                 goto finalize;
2180
2181         if (IS_ENABLED(CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON) ||
2182             bpf_prog_has_kfunc_call(fp))
2183                 jit_needed = true;
2184
2185         bpf_prog_select_func(fp);
2186
2187         /* eBPF JITs can rewrite the program in case constant
2188          * blinding is active. However, in case of error during
2189          * blinding, bpf_int_jit_compile() must always return a
2190          * valid program, which in this case would simply not
2191          * be JITed, but falls back to the interpreter.
2192          */
2193         if (!bpf_prog_is_offloaded(fp->aux)) {
2194                 *err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(fp);
2195                 if (*err)
2196                         return fp;
2197
2198                 fp = bpf_int_jit_compile(fp);
2199                 bpf_prog_jit_attempt_done(fp);
2200                 if (!fp->jited && jit_needed) {
2201                         *err = -ENOTSUPP;
2202                         return fp;
2203                 }
2204         } else {
2205                 *err = bpf_prog_offload_compile(fp);
2206                 if (*err)
2207                         return fp;
2208         }
2209
2210 finalize:
2211         bpf_prog_lock_ro(fp);
2212
2213         /* The tail call compatibility check can only be done at
2214          * this late stage as we need to determine, if we deal
2215          * with JITed or non JITed program concatenations and not
2216          * all eBPF JITs might immediately support all features.
2217          */
2218         *err = bpf_check_tail_call(fp);
2219
2220         return fp;
2221 }
2222 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_select_runtime);
2223
2224 static unsigned int __bpf_prog_ret1(const void *ctx,
2225                                     const struct bpf_insn *insn)
2226 {
2227         return 1;
2228 }
2229
2230 static struct bpf_prog_dummy {
2231         struct bpf_prog prog;
2232 } dummy_bpf_prog = {
2233         .prog = {
2234                 .bpf_func = __bpf_prog_ret1,
2235         },
2236 };
2237
2238 struct bpf_empty_prog_array bpf_empty_prog_array = {
2239         .null_prog = NULL,
2240 };
2241 EXPORT_SYMBOL(bpf_empty_prog_array);
2242
2243 struct bpf_prog_array *bpf_prog_array_alloc(u32 prog_cnt, gfp_t flags)
2244 {
2245         if (prog_cnt)
2246                 return kzalloc(sizeof(struct bpf_prog_array) +
2247                                sizeof(struct bpf_prog_array_item) *
2248                                (prog_cnt + 1),
2249                                flags);
2250
2251         return &bpf_empty_prog_array.hdr;
2252 }
2253
2254 void bpf_prog_array_free(struct bpf_prog_array *progs)
2255 {
2256         if (!progs || progs == &bpf_empty_prog_array.hdr)
2257                 return;
2258         kfree_rcu(progs, rcu);
2259 }
2260
2261 static void __bpf_prog_array_free_sleepable_cb(struct rcu_head *rcu)
2262 {
2263         struct bpf_prog_array *progs;
2264
2265         /* If RCU Tasks Trace grace period implies RCU grace period, there is
2266          * no need to call kfree_rcu(), just call kfree() directly.
2267          */
2268         progs = container_of(rcu, struct bpf_prog_array, rcu);
2269         if (rcu_trace_implies_rcu_gp())
2270                 kfree(progs);
2271         else
2272                 kfree_rcu(progs, rcu);
2273 }
2274
2275 void bpf_prog_array_free_sleepable(struct bpf_prog_array *progs)
2276 {
2277         if (!progs || progs == &bpf_empty_prog_array.hdr)
2278                 return;
2279         call_rcu_tasks_trace(&progs->rcu, __bpf_prog_array_free_sleepable_cb);
2280 }
2281
2282 int bpf_prog_array_length(struct bpf_prog_array *array)
2283 {
2284         struct bpf_prog_array_item *item;
2285         u32 cnt = 0;
2286
2287         for (item = array->items; item->prog; item++)
2288                 if (item->prog != &dummy_bpf_prog.prog)
2289                         cnt++;
2290         return cnt;
2291 }
2292
2293 bool bpf_prog_array_is_empty(struct bpf_prog_array *array)
2294 {
2295         struct bpf_prog_array_item *item;
2296
2297         for (item = array->items; item->prog; item++)
2298                 if (item->prog != &dummy_bpf_prog.prog)
2299                         return false;
2300         return true;
2301 }
2302
2303 static bool bpf_prog_array_copy_core(struct bpf_prog_array *array,
2304                                      u32 *prog_ids,
2305                                      u32 request_cnt)
2306 {
2307         struct bpf_prog_array_item *item;
2308         int i = 0;
2309
2310         for (item = array->items; item->prog; item++) {
2311                 if (item->prog == &dummy_bpf_prog.prog)
2312                         continue;
2313                 prog_ids[i] = item->prog->aux->id;
2314                 if (++i == request_cnt) {
2315                         item++;
2316                         break;
2317                 }
2318         }
2319
2320         return !!(item->prog);
2321 }
2322
2323 int bpf_prog_array_copy_to_user(struct bpf_prog_array *array,
2324                                 __u32 __user *prog_ids, u32 cnt)
2325 {
2326         unsigned long err = 0;
2327         bool nospc;
2328         u32 *ids;
2329
2330         /* users of this function are doing:
2331          * cnt = bpf_prog_array_length();
2332          * if (cnt > 0)
2333          *     bpf_prog_array_copy_to_user(..., cnt);
2334          * so below kcalloc doesn't need extra cnt > 0 check.
2335          */
2336         ids = kcalloc(cnt, sizeof(u32), GFP_USER | __GFP_NOWARN);
2337         if (!ids)
2338                 return -ENOMEM;
2339         nospc = bpf_prog_array_copy_core(array, ids, cnt);
2340         err = copy_to_user(prog_ids, ids, cnt * sizeof(u32));
2341         kfree(ids);
2342         if (err)
2343                 return -EFAULT;
2344         if (nospc)
2345                 return -ENOSPC;
2346         return 0;
2347 }
2348
2349 void bpf_prog_array_delete_safe(struct bpf_prog_array *array,
2350                                 struct bpf_prog *old_prog)
2351 {
2352         struct bpf_prog_array_item *item;
2353
2354         for (item = array->items; item->prog; item++)
2355                 if (item->prog == old_prog) {
2356                         WRITE_ONCE(item->prog, &dummy_bpf_prog.prog);
2357                         break;
2358                 }
2359 }
2360
2361 /**
2362  * bpf_prog_array_delete_safe_at() - Replaces the program at the given
2363  *                                   index into the program array with
2364  *                                   a dummy no-op program.
2365  * @array: a bpf_prog_array
2366  * @index: the index of the program to replace
2367  *
2368  * Skips over dummy programs, by not counting them, when calculating
2369  * the position of the program to replace.
2370  *
2371  * Return:
2372  * * 0          - Success
2373  * * -EINVAL    - Invalid index value. Must be a non-negative integer.
2374  * * -ENOENT    - Index out of range
2375  */
2376 int bpf_prog_array_delete_safe_at(struct bpf_prog_array *array, int index)
2377 {
2378         return bpf_prog_array_update_at(array, index, &dummy_bpf_prog.prog);
2379 }
2380
2381 /**
2382  * bpf_prog_array_update_at() - Updates the program at the given index
2383  *                              into the program array.
2384  * @array: a bpf_prog_array
2385  * @index: the index of the program to update
2386  * @prog: the program to insert into the array
2387  *
2388  * Skips over dummy programs, by not counting them, when calculating
2389  * the position of the program to update.
2390  *
2391  * Return:
2392  * * 0          - Success
2393  * * -EINVAL    - Invalid index value. Must be a non-negative integer.
2394  * * -ENOENT    - Index out of range
2395  */
2396 int bpf_prog_array_update_at(struct bpf_prog_array *array, int index,
2397                              struct bpf_prog *prog)
2398 {
2399         struct bpf_prog_array_item *item;
2400
2401         if (unlikely(index < 0))
2402                 return -EINVAL;
2403
2404         for (item = array->items; item->prog; item++) {
2405                 if (item->prog == &dummy_bpf_prog.prog)
2406                         continue;
2407                 if (!index) {
2408                         WRITE_ONCE(item->prog, prog);
2409                         return 0;
2410                 }
2411                 index--;
2412         }
2413         return -ENOENT;
2414 }
2415
2416 int bpf_prog_array_copy(struct bpf_prog_array *old_array,
2417                         struct bpf_prog *exclude_prog,
2418                         struct bpf_prog *include_prog,
2419                         u64 bpf_cookie,
2420                         struct bpf_prog_array **new_array)
2421 {
2422         int new_prog_cnt, carry_prog_cnt = 0;
2423         struct bpf_prog_array_item *existing, *new;
2424         struct bpf_prog_array *array;
2425         bool found_exclude = false;
2426
2427         /* Figure out how many existing progs we need to carry over to
2428          * the new array.
2429          */
2430         if (old_array) {
2431                 existing = old_array->items;
2432                 for (; existing->prog; existing++) {
2433                         if (existing->prog == exclude_prog) {
2434                                 found_exclude = true;
2435                                 continue;
2436                         }
2437                         if (existing->prog != &dummy_bpf_prog.prog)
2438                                 carry_prog_cnt++;
2439                         if (existing->prog == include_prog)
2440                                 return -EEXIST;
2441                 }
2442         }
2443
2444         if (exclude_prog && !found_exclude)
2445                 return -ENOENT;
2446
2447         /* How many progs (not NULL) will be in the new array? */
2448         new_prog_cnt = carry_prog_cnt;
2449         if (include_prog)
2450                 new_prog_cnt += 1;
2451
2452         /* Do we have any prog (not NULL) in the new array? */
2453         if (!new_prog_cnt) {
2454                 *new_array = NULL;
2455                 return 0;
2456         }
2457
2458         /* +1 as the end of prog_array is marked with NULL */
2459         array = bpf_prog_array_alloc(new_prog_cnt + 1, GFP_KERNEL);
2460         if (!array)
2461                 return -ENOMEM;
2462         new = array->items;
2463
2464         /* Fill in the new prog array */
2465         if (carry_prog_cnt) {
2466                 existing = old_array->items;
2467                 for (; existing->prog; existing++) {
2468                         if (existing->prog == exclude_prog ||
2469                             existing->prog == &dummy_bpf_prog.prog)
2470                                 continue;
2471
2472                         new->prog = existing->prog;
2473                         new->bpf_cookie = existing->bpf_cookie;
2474                         new++;
2475                 }
2476         }
2477         if (include_prog) {
2478                 new->prog = include_prog;
2479                 new->bpf_cookie = bpf_cookie;
2480                 new++;
2481         }
2482         new->prog = NULL;
2483         *new_array = array;
2484         return 0;
2485 }
2486
2487 int bpf_prog_array_copy_info(struct bpf_prog_array *array,
2488                              u32 *prog_ids, u32 request_cnt,
2489                              u32 *prog_cnt)
2490 {
2491         u32 cnt = 0;
2492
2493         if (array)
2494                 cnt = bpf_prog_array_length(array);
2495
2496         *prog_cnt = cnt;
2497
2498         /* return early if user requested only program count or nothing to copy */
2499         if (!request_cnt || !cnt)
2500                 return 0;
2501
2502         /* this function is called under trace/bpf_trace.c: bpf_event_mutex */
2503         return bpf_prog_array_copy_core(array, prog_ids, request_cnt) ? -ENOSPC
2504                                                                      : 0;
2505 }
2506
2507 void __bpf_free_used_maps(struct bpf_prog_aux *aux,
2508                           struct bpf_map **used_maps, u32 len)
2509 {
2510         struct bpf_map *map;
2511         u32 i;
2512
2513         for (i = 0; i < len; i++) {
2514                 map = used_maps[i];
2515                 if (map->ops->map_poke_untrack)
2516                         map->ops->map_poke_untrack(map, aux);
2517                 bpf_map_put(map);
2518         }
2519 }
2520
2521 static void bpf_free_used_maps(struct bpf_prog_aux *aux)
2522 {
2523         __bpf_free_used_maps(aux, aux->used_maps, aux->used_map_cnt);
2524         kfree(aux->used_maps);
2525 }
2526
2527 void __bpf_free_used_btfs(struct bpf_prog_aux *aux,
2528                           struct btf_mod_pair *used_btfs, u32 len)
2529 {
2530 #ifdef CONFIG_BPF_SYSCALL
2531         struct btf_mod_pair *btf_mod;
2532         u32 i;
2533
2534         for (i = 0; i < len; i++) {
2535                 btf_mod = &used_btfs[i];
2536                 if (btf_mod->module)
2537                         module_put(btf_mod->module);
2538                 btf_put(btf_mod->btf);
2539         }
2540 #endif
2541 }
2542
2543 static void bpf_free_used_btfs(struct bpf_prog_aux *aux)
2544 {
2545         __bpf_free_used_btfs(aux, aux->used_btfs, aux->used_btf_cnt);
2546         kfree(aux->used_btfs);
2547 }
2548
2549 static void bpf_prog_free_deferred(struct work_struct *work)
2550 {
2551         struct bpf_prog_aux *aux;
2552         int i;
2553
2554         aux = container_of(work, struct bpf_prog_aux, work);
2555 #ifdef CONFIG_BPF_SYSCALL
2556         bpf_free_kfunc_btf_tab(aux->kfunc_btf_tab);
2557 #endif
2558 #ifdef CONFIG_CGROUP_BPF
2559         if (aux->cgroup_atype != CGROUP_BPF_ATTACH_TYPE_INVALID)
2560                 bpf_cgroup_atype_put(aux->cgroup_atype);
2561 #endif
2562         bpf_free_used_maps(aux);
2563         bpf_free_used_btfs(aux);
2564         if (bpf_prog_is_dev_bound(aux))
2565                 bpf_prog_dev_bound_destroy(aux->prog);
2566 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
2567         if (aux->prog->has_callchain_buf)
2568                 put_callchain_buffers();
2569 #endif
2570         if (aux->dst_trampoline)
2571                 bpf_trampoline_put(aux->dst_trampoline);
2572         for (i = 0; i < aux->func_cnt; i++) {
2573                 /* We can just unlink the subprog poke descriptor table as
2574                  * it was originally linked to the main program and is also
2575                  * released along with it.
2576                  */
2577                 aux->func[i]->aux->poke_tab = NULL;
2578                 bpf_jit_free(aux->func[i]);
2579         }
2580         if (aux->func_cnt) {
2581                 kfree(aux->func);
2582                 bpf_prog_unlock_free(aux->prog);
2583         } else {
2584                 bpf_jit_free(aux->prog);
2585         }
2586 }
2587
2588 void bpf_prog_free(struct bpf_prog *fp)
2589 {
2590         struct bpf_prog_aux *aux = fp->aux;
2591
2592         if (aux->dst_prog)
2593                 bpf_prog_put(aux->dst_prog);
2594         INIT_WORK(&aux->work, bpf_prog_free_deferred);
2595         schedule_work(&aux->work);
2596 }
2597 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_free);
2598
2599 /* RNG for unpriviledged user space with separated state from prandom_u32(). */
2600 static DEFINE_PER_CPU(struct rnd_state, bpf_user_rnd_state);
2601
2602 void bpf_user_rnd_init_once(void)
2603 {
2604         prandom_init_once(&bpf_user_rnd_state);
2605 }
2606
2607 BPF_CALL_0(bpf_user_rnd_u32)
2608 {
2609         /* Should someone ever have the rather unwise idea to use some
2610          * of the registers passed into this function, then note that
2611          * this function is called from native eBPF and classic-to-eBPF
2612          * transformations. Register assignments from both sides are
2613          * different, f.e. classic always sets fn(ctx, A, X) here.
2614          */
2615         struct rnd_state *state;
2616         u32 res;
2617
2618         state = &get_cpu_var(bpf_user_rnd_state);
2619         res = prandom_u32_state(state);
2620         put_cpu_var(bpf_user_rnd_state);
2621
2622         return res;
2623 }
2624
2625 BPF_CALL_0(bpf_get_raw_cpu_id)
2626 {
2627         return raw_smp_processor_id();
2628 }
2629
2630 /* Weak definitions of helper functions in case we don't have bpf syscall. */
2631 const struct bpf_func_proto bpf_map_lookup_elem_proto __weak;
2632 const struct bpf_func_proto bpf_map_update_elem_proto __weak;
2633 const struct bpf_func_proto bpf_map_delete_elem_proto __weak;
2634 const struct bpf_func_proto bpf_map_push_elem_proto __weak;
2635 const struct bpf_func_proto bpf_map_pop_elem_proto __weak;
2636 const struct bpf_func_proto bpf_map_peek_elem_proto __weak;
2637 const struct bpf_func_proto bpf_map_lookup_percpu_elem_proto __weak;
2638 const struct bpf_func_proto bpf_spin_lock_proto __weak;
2639 const struct bpf_func_proto bpf_spin_unlock_proto __weak;
2640 const struct bpf_func_proto bpf_jiffies64_proto __weak;
2641
2642 const struct bpf_func_proto bpf_get_prandom_u32_proto __weak;
2643 const struct bpf_func_proto bpf_get_smp_processor_id_proto __weak;
2644 const struct bpf_func_proto bpf_get_numa_node_id_proto __weak;
2645 const struct bpf_func_proto bpf_ktime_get_ns_proto __weak;
2646 const struct bpf_func_proto bpf_ktime_get_boot_ns_proto __weak;
2647 const struct bpf_func_proto bpf_ktime_get_coarse_ns_proto __weak;
2648 const struct bpf_func_proto bpf_ktime_get_tai_ns_proto __weak;
2649
2650 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_pid_tgid_proto __weak;
2651 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_uid_gid_proto __weak;
2652 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_comm_proto __weak;
2653 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_cgroup_id_proto __weak;
2654 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_ancestor_cgroup_id_proto __weak;
2655 const struct bpf_func_proto bpf_get_local_storage_proto __weak;
2656 const struct bpf_func_proto bpf_get_ns_current_pid_tgid_proto __weak;
2657 const struct bpf_func_proto bpf_snprintf_btf_proto __weak;
2658 const struct bpf_func_proto bpf_seq_printf_btf_proto __weak;
2659 const struct bpf_func_proto bpf_set_retval_proto __weak;
2660 const struct bpf_func_proto bpf_get_retval_proto __weak;
2661
2662 const struct bpf_func_proto * __weak bpf_get_trace_printk_proto(void)
2663 {
2664         return NULL;
2665 }
2666
2667 const struct bpf_func_proto * __weak bpf_get_trace_vprintk_proto(void)
2668 {
2669         return NULL;
2670 }
2671
2672 u64 __weak
2673 bpf_event_output(struct bpf_map *map, u64 flags, void *meta, u64 meta_size,
2674                  void *ctx, u64 ctx_size, bpf_ctx_copy_t ctx_copy)
2675 {
2676         return -ENOTSUPP;
2677 }
2678 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_event_output);
2679
2680 /* Always built-in helper functions. */
2681 const struct bpf_func_proto bpf_tail_call_proto = {
2682         .func           = NULL,
2683         .gpl_only       = false,
2684         .ret_type       = RET_VOID,
2685         .arg1_type      = ARG_PTR_TO_CTX,
2686         .arg2_type      = ARG_CONST_MAP_PTR,
2687         .arg3_type      = ARG_ANYTHING,
2688 };
2689
2690 /* Stub for JITs that only support cBPF. eBPF programs are interpreted.
2691  * It is encouraged to implement bpf_int_jit_compile() instead, so that
2692  * eBPF and implicitly also cBPF can get JITed!
2693  */
2694 struct bpf_prog * __weak bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
2695 {
2696         return prog;
2697 }
2698
2699 /* Stub for JITs that support eBPF. All cBPF code gets transformed into
2700  * eBPF by the kernel and is later compiled by bpf_int_jit_compile().
2701  */
2702 void __weak bpf_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
2703 {
2704 }
2705
2706 bool __weak bpf_helper_changes_pkt_data(void *func)
2707 {
2708         return false;
2709 }
2710
2711 /* Return TRUE if the JIT backend wants verifier to enable sub-register usage
2712  * analysis code and wants explicit zero extension inserted by verifier.
2713  * Otherwise, return FALSE.
2714  *
2715  * The verifier inserts an explicit zero extension after BPF_CMPXCHGs even if
2716  * you don't override this. JITs that don't want these extra insns can detect
2717  * them using insn_is_zext.
2718  */
2719 bool __weak bpf_jit_needs_zext(void)
2720 {
2721         return false;
2722 }
2723
2724 /* Return TRUE if the JIT backend supports mixing bpf2bpf and tailcalls. */
2725 bool __weak bpf_jit_supports_subprog_tailcalls(void)
2726 {
2727         return false;
2728 }
2729
2730 bool __weak bpf_jit_supports_kfunc_call(void)
2731 {
2732         return false;
2733 }
2734
2735 /* To execute LD_ABS/LD_IND instructions __bpf_prog_run() may call
2736  * skb_copy_bits(), so provide a weak definition of it for NET-less config.
2737  */
2738 int __weak skb_copy_bits(const struct sk_buff *skb, int offset, void *to,
2739                          int len)
2740 {
2741         return -EFAULT;
2742 }
2743
2744 int __weak bpf_arch_text_poke(void *ip, enum bpf_text_poke_type t,
2745                               void *addr1, void *addr2)
2746 {
2747         return -ENOTSUPP;
2748 }
2749
2750 void * __weak bpf_arch_text_copy(void *dst, void *src, size_t len)
2751 {
2752         return ERR_PTR(-ENOTSUPP);
2753 }
2754
2755 int __weak bpf_arch_text_invalidate(void *dst, size_t len)
2756 {
2757         return -ENOTSUPP;
2758 }
2759
2760 #ifdef CONFIG_BPF_SYSCALL
2761 static int __init bpf_global_ma_init(void)
2762 {
2763         int ret;
2764
2765         ret = bpf_mem_alloc_init(&bpf_global_ma, 0, false);
2766         bpf_global_ma_set = !ret;
2767         return ret;
2768 }
2769 late_initcall(bpf_global_ma_init);
2770 #endif
2771
2772 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(bpf_stats_enabled_key);
2773 EXPORT_SYMBOL(bpf_stats_enabled_key);
2774
2775 /* All definitions of tracepoints related to BPF. */
2776 #define CREATE_TRACE_POINTS
2777 #include <linux/bpf_trace.h>
2778
2779 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(xdp_exception);
2780 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(xdp_bulk_tx);