]> Git Repo - linux.git/blob - kernel/bpf/verifier.c
scsi: zfcp: Trace when request remove fails after qdio send fails
[linux.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27
28 #include "disasm.h"
29
30 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
31 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
32         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
33 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
34 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
35 #include <linux/bpf_types.h>
36 #undef BPF_PROG_TYPE
37 #undef BPF_MAP_TYPE
38 #undef BPF_LINK_TYPE
39 };
40
41 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
42  * instruction by instruction and updates register/stack state.
43  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
44  *
45  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
46  * It rejects the following programs:
47  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
48  * - if loop is present (detected via back-edge)
49  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
50  * - out of bounds or malformed jumps
51  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
52  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
53  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
54  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
55  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
56  *
57  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
58  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
59  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
60  * copied to R1.
61  *
62  * All registers are 64-bit.
63  * R0 - return register
64  * R1-R5 argument passing registers
65  * R6-R9 callee saved registers
66  * R10 - frame pointer read-only
67  *
68  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
69  * and has type PTR_TO_CTX.
70  *
71  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
72  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
73  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
74  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
75  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
76  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
77  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
78  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
79  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
80  *
81  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
82  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
83  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
84  *
85  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
86  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
87  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
88  *
89  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
90  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
91  *
92  * registers used to pass values to function calls are checked against
93  * function argument constraints.
94  *
95  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
96  * It means that the register type passed to this function must be
97  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
98  * 'pointer to map element key'
99  *
100  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
101  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
102  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
103  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
104  *
105  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
106  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
107  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
108  * the helper function as a pointer to map element key.
109  *
110  * On the kernel side the helper function looks like:
111  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
112  * {
113  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
114  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
115  *    void *value;
116  *
117  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
118  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
119  *    the stack of eBPF program.
120  * }
121  *
122  * Corresponding eBPF program may look like:
123  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
124  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
125  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
126  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
127  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
128  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
129  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
130  *
131  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
132  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
133  * and were initialized prior to this call.
134  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
135  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
136  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
137  * returns either pointer to map value or NULL.
138  *
139  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
140  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
141  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
142  * branch. See check_cond_jmp_op().
143  *
144  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
145  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
146  *
147  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
148  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
149  * the BPF program:
150  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
151  *
152  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
153  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
154  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
155  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
156  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
157  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
158  *
159  * For each helper function that allocates a reference, such as
160  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
161  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
162  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
163  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
164  */
165
166 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
167 struct bpf_verifier_stack_elem {
168         /* verifer state is 'st'
169          * before processing instruction 'insn_idx'
170          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
171          */
172         struct bpf_verifier_state st;
173         int insn_idx;
174         int prev_insn_idx;
175         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
176         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
177         u32 log_pos;
178 };
179
180 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
181 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
182
183 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
184 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
185
186 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
187 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
188                                           POISON_POINTER_DELTA))
189 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
190
191 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
192 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
193
194 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
197 }
198
199 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
200 {
201         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
202 }
203
204 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
205                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
206 {
207         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
208         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
209         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
210                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
216 }
217
218 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
221 }
222
223 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
226 }
227
228 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
229 {
230         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
231
232         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
233                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
234 }
235
236 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
237 {
238         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
239                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
240 }
241
242 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
243 {
244         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
245                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
246 }
247
248 struct bpf_call_arg_meta {
249         struct bpf_map *map_ptr;
250         bool raw_mode;
251         bool pkt_access;
252         u8 release_regno;
253         int regno;
254         int access_size;
255         int mem_size;
256         u64 msize_max_value;
257         int ref_obj_id;
258         int map_uid;
259         int func_id;
260         struct btf *btf;
261         u32 btf_id;
262         struct btf *ret_btf;
263         u32 ret_btf_id;
264         u32 subprogno;
265         struct btf_field *kptr_field;
266         u8 uninit_dynptr_regno;
267 };
268
269 struct btf *btf_vmlinux;
270
271 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
272
273 static const struct bpf_line_info *
274 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
275 {
276         const struct bpf_line_info *linfo;
277         const struct bpf_prog *prog;
278         u32 i, nr_linfo;
279
280         prog = env->prog;
281         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
282
283         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
284                 return NULL;
285
286         linfo = prog->aux->linfo;
287         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
288                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
289                         break;
290
291         return &linfo[i - 1];
292 }
293
294 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
295                        va_list args)
296 {
297         unsigned int n;
298
299         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
300
301         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
302                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
303
304         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
305                 bool newline = n > 0 && log->kbuf[n - 1] == '\n';
306
307                 pr_err("BPF: %s%s", log->kbuf, newline ? "" : "\n");
308                 return;
309         }
310
311         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
312         log->kbuf[n] = '\0';
313         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
314                 log->len_used += n;
315         else
316                 log->ubuf = NULL;
317 }
318
319 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
320 {
321         char zero = 0;
322
323         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
324                 return;
325
326         log->len_used = new_pos;
327         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
328                 log->ubuf = NULL;
329 }
330
331 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
332  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
333  * so the user can figure out what's wrong with the program
334  */
335 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
336                                            const char *fmt, ...)
337 {
338         va_list args;
339
340         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
341                 return;
342
343         va_start(args, fmt);
344         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
345         va_end(args);
346 }
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
348
349 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
350 {
351         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
352         va_list args;
353
354         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
355                 return;
356
357         va_start(args, fmt);
358         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
359         va_end(args);
360 }
361
362 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
363                             const char *fmt, ...)
364 {
365         va_list args;
366
367         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
368                 return;
369
370         va_start(args, fmt);
371         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
372         va_end(args);
373 }
374 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_log);
375
376 static const char *ltrim(const char *s)
377 {
378         while (isspace(*s))
379                 s++;
380
381         return s;
382 }
383
384 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
385                                          u32 insn_off,
386                                          const char *prefix_fmt, ...)
387 {
388         const struct bpf_line_info *linfo;
389
390         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
391                 return;
392
393         linfo = find_linfo(env, insn_off);
394         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
395                 return;
396
397         if (prefix_fmt) {
398                 va_list args;
399
400                 va_start(args, prefix_fmt);
401                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
402                 va_end(args);
403         }
404
405         verbose(env, "%s\n",
406                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
407                                          linfo->line_off)));
408
409         env->prev_linfo = linfo;
410 }
411
412 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
413                                    struct bpf_reg_state *reg,
414                                    struct tnum *range, const char *ctx,
415                                    const char *reg_name)
416 {
417         char tn_buf[48];
418
419         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
420         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
421                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
422                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
423         } else {
424                 verbose(env, "has unknown scalar value");
425         }
426         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
427         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
428 }
429
430 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
431 {
432         type = base_type(type);
433         return type == PTR_TO_PACKET ||
434                type == PTR_TO_PACKET_META;
435 }
436
437 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
438 {
439         return type == PTR_TO_SOCKET ||
440                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
441                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
442                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
443 }
444
445 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
446 {
447         return type == PTR_TO_SOCKET ||
448                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
449                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
450                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
451                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
452 }
453
454 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
455 {
456         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
457 }
458
459 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
460 {
461         struct btf_record *rec = NULL;
462         struct btf_struct_meta *meta;
463
464         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
465                 rec = reg->map_ptr->record;
466         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
467                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
468                 if (meta)
469                         rec = meta->record;
470         }
471         return rec;
472 }
473
474 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
475 {
476         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
477 }
478
479 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
480 {
481         return type & MEM_RDONLY;
482 }
483
484 static bool type_may_be_null(u32 type)
485 {
486         return type & PTR_MAYBE_NULL;
487 }
488
489 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
490                                 const struct bpf_map *map)
491 {
492         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
493
494         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
495             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
496             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
497             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
498             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
499                 return true;
500
501         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
502             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
503              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
504                 return true;
505
506         return false;
507 }
508
509 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
510 {
511         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
512                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
513                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
514                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
515                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
516                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
517                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
518                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
519 }
520
521 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
522 {
523         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
524 }
525
526 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
527 {
528         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
529                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
530                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
531                func_id == BPF_FUNC_loop ||
532                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
533 }
534
535 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
536 {
537         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
538                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
539                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
540                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
541 }
542
543 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
544                                         const struct bpf_map *map)
545 {
546         int ref_obj_uses = 0;
547
548         if (is_ptr_cast_function(func_id))
549                 ref_obj_uses++;
550         if (is_acquire_function(func_id, map))
551                 ref_obj_uses++;
552         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
553                 ref_obj_uses++;
554
555         return ref_obj_uses > 1;
556 }
557
558 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
559 {
560         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
561                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
562                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
563 }
564
565 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
566  *
567  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
568  * statement.
569  */
570 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
571                                 enum bpf_reg_type type)
572 {
573         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
574         static const char * const str[] = {
575                 [NOT_INIT]              = "?",
576                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
577                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
578                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
579                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
580                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
581                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
582                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
583                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
584                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
585                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
586                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
587                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
588                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
589                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
590                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
591                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
592                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
593                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
594                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
595                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
596         };
597
598         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
599                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
600                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
601                 else
602                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
603         }
604
605         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
606                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
607                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
608                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
609                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
610                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
611                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
612                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
613         );
614
615         snprintf(env->type_str_buf, TYPE_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
616                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
617         return env->type_str_buf;
618 }
619
620 static char slot_type_char[] = {
621         [STACK_INVALID] = '?',
622         [STACK_SPILL]   = 'r',
623         [STACK_MISC]    = 'm',
624         [STACK_ZERO]    = '0',
625         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
626 };
627
628 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
629                            enum bpf_reg_liveness live)
630 {
631         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
632             verbose(env, "_");
633         if (live & REG_LIVE_READ)
634                 verbose(env, "r");
635         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
636                 verbose(env, "w");
637         if (live & REG_LIVE_DONE)
638                 verbose(env, "D");
639 }
640
641 static int get_spi(s32 off)
642 {
643         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
644 }
645
646 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
647 {
648         int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
649
650         /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
651          * within [0, allocated_stack).
652          *
653          * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
654          * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
655          * spi and the second slot will be at spi - 1.
656          */
657         return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
658 }
659
660 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
661                                    const struct bpf_reg_state *reg)
662 {
663         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
664
665         return cur->frame[reg->frameno];
666 }
667
668 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
669 {
670         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
671 }
672
673 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
674 {
675         env->scratched_regs |= 1U << regno;
676 }
677
678 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
679 {
680         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
681 }
682
683 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
684 {
685         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
686 }
687
688 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
689 {
690         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
691 }
692
693 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
694 {
695         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
696 }
697
698 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
699 {
700         env->scratched_regs = 0U;
701         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
702 }
703
704 /* Used for printing the entire verifier state. */
705 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
706 {
707         env->scratched_regs = ~0U;
708         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
709 }
710
711 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
712 {
713         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
714         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
715                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
716         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
717                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
718         default:
719                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
720         }
721 }
722
723 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
724 {
725         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
726 }
727
728 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
729                               enum bpf_dynptr_type type,
730                               bool first_slot);
731
732 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
733                                 struct bpf_reg_state *reg);
734
735 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_reg_state *sreg1,
736                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
737                                    enum bpf_dynptr_type type)
738 {
739         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true);
740         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false);
741 }
742
743 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_reg_state *reg,
744                                enum bpf_dynptr_type type)
745 {
746         __mark_dynptr_reg(reg, type, true);
747 }
748
749
750 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
751                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx)
752 {
753         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
754         enum bpf_dynptr_type type;
755         int spi, i, id;
756
757         spi = get_spi(reg->off);
758
759         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
760                 return -EINVAL;
761
762         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
763                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
764                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
765         }
766
767         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
768         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
769                 return -EINVAL;
770
771         mark_dynptr_stack_regs(&state->stack[spi].spilled_ptr,
772                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
773
774         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
775                 /* The id is used to track proper releasing */
776                 id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
777                 if (id < 0)
778                         return id;
779
780                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
781                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
782         }
783
784         return 0;
785 }
786
787 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
788 {
789         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
790         int spi, i;
791
792         spi = get_spi(reg->off);
793
794         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
795                 return -EINVAL;
796
797         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
798                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
799                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
800         }
801
802         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
803         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type))
804                 WARN_ON_ONCE(release_reference(env, state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id));
805
806         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
807         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
808         return 0;
809 }
810
811 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
812 {
813         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
814         int spi, i;
815
816         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
817                 return false;
818
819         spi = get_spi(reg->off);
820         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
821                 return true;
822
823         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
824                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_DYNPTR ||
825                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] == STACK_DYNPTR)
826                         return false;
827         }
828
829         return true;
830 }
831
832 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
833 {
834         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
835         int spi;
836         int i;
837
838         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr */
839         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
840                 return true;
841
842         spi = get_spi(reg->off);
843         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
844             !state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
845                 return false;
846
847         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
848                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
849                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
850                         return false;
851         }
852
853         return true;
854 }
855
856 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
857                                     enum bpf_arg_type arg_type)
858 {
859         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
860         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
861         int spi;
862
863         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
864         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
865                 return true;
866
867         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
868         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
869                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
870         } else {
871                 spi = get_spi(reg->off);
872                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
873         }
874 }
875
876 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
877  * it was spilled to the stack.
878  */
879 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
880 {
881         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
882 }
883
884 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
885 {
886         if (*stype != STACK_INVALID)
887                 *stype = STACK_MISC;
888 }
889
890 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
891                                  const struct bpf_func_state *state,
892                                  bool print_all)
893 {
894         const struct bpf_reg_state *reg;
895         enum bpf_reg_type t;
896         int i;
897
898         if (state->frameno)
899                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
900         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
901                 reg = &state->regs[i];
902                 t = reg->type;
903                 if (t == NOT_INIT)
904                         continue;
905                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
906                         continue;
907                 verbose(env, " R%d", i);
908                 print_liveness(env, reg->live);
909                 verbose(env, "=");
910                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
911                         verbose(env, "P");
912                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
913                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
914                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
915                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
916                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
917                 } else {
918                         const char *sep = "";
919
920                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
921                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
922                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
923                         verbose(env, "(");
924 /*
925  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
926  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
927  */
928 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
929
930                         if (reg->id)
931                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
932                         if (reg->ref_obj_id)
933                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
934                         if (t != SCALAR_VALUE)
935                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
936                         if (type_is_pkt_pointer(t))
937                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
938                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
939                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
940                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
941                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
942                                           reg->map_ptr->key_size,
943                                           reg->map_ptr->value_size);
944                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
945                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
946                                  * could be a pointer whose offset is too big
947                                  * for reg->off
948                                  */
949                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
950                         } else {
951                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
952                                     reg->smin_value != S64_MIN)
953                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
954                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
955                                     reg->smax_value != S64_MAX)
956                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
957                                 if (reg->umin_value != 0)
958                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
959                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
960                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
961                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
962                                         char tn_buf[48];
963
964                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
965                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
966                                 }
967                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
968                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
969                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
970                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
971                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
972                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
973                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
974                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
975                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
976                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
977                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
978                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
979                         }
980 #undef verbose_a
981
982                         verbose(env, ")");
983                 }
984         }
985         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
986                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
987                 bool valid = false;
988                 int j;
989
990                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
991                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
992                                 valid = true;
993                         types_buf[j] = slot_type_char[
994                                         state->stack[i].slot_type[j]];
995                 }
996                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
997                 if (!valid)
998                         continue;
999                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1000                         continue;
1001                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1002                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
1003                 if (is_spilled_reg(&state->stack[i])) {
1004                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1005                         t = reg->type;
1006                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1007                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1008                                 verbose(env, "P");
1009                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1010                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1011                 } else {
1012                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1013                 }
1014         }
1015         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1016                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1017                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1018                         if (state->refs[i].id)
1019                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1020         }
1021         if (state->in_callback_fn)
1022                 verbose(env, " cb");
1023         if (state->in_async_callback_fn)
1024                 verbose(env, " async_cb");
1025         verbose(env, "\n");
1026         mark_verifier_state_clean(env);
1027 }
1028
1029 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1030 {
1031         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1032                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1033 }
1034
1035 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1036                              const struct bpf_func_state *state)
1037 {
1038         if (env->prev_log_len && env->prev_log_len == env->log.len_used) {
1039                 /* remove new line character */
1040                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_len - 1);
1041                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_len), ' ');
1042         } else {
1043                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1044         }
1045         print_verifier_state(env, state, false);
1046 }
1047
1048 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1049  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1050  * the contents of dst.
1051  *
1052  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1053  * not be allocated.
1054  */
1055 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1056 {
1057         size_t bytes;
1058
1059         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1060                 goto out;
1061
1062         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1063                 return NULL;
1064
1065         if (ksize(dst) < ksize(src)) {
1066                 kfree(dst);
1067                 dst = kmalloc_track_caller(kmalloc_size_roundup(bytes), flags);
1068                 if (!dst)
1069                         return NULL;
1070         }
1071
1072         memcpy(dst, src, bytes);
1073 out:
1074         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1075 }
1076
1077 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1078  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1079  *
1080  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1081  */
1082 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1083 {
1084         size_t alloc_size;
1085         void *new_arr;
1086
1087         if (!new_n || old_n == new_n)
1088                 goto out;
1089
1090         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1091         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1092         if (!new_arr) {
1093                 kfree(arr);
1094                 return NULL;
1095         }
1096         arr = new_arr;
1097
1098         if (new_n > old_n)
1099                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1100
1101 out:
1102         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1103 }
1104
1105 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1106 {
1107         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1108                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1109         if (!dst->refs)
1110                 return -ENOMEM;
1111
1112         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1113         return 0;
1114 }
1115
1116 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1117 {
1118         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1119
1120         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1121                                 GFP_KERNEL);
1122         if (!dst->stack)
1123                 return -ENOMEM;
1124
1125         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1126         return 0;
1127 }
1128
1129 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1130 {
1131         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1132                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1133         if (!state->refs)
1134                 return -ENOMEM;
1135
1136         state->acquired_refs = n;
1137         return 0;
1138 }
1139
1140 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1141 {
1142         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1143
1144         if (old_n >= n)
1145                 return 0;
1146
1147         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1148         if (!state->stack)
1149                 return -ENOMEM;
1150
1151         state->allocated_stack = size;
1152         return 0;
1153 }
1154
1155 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1156  * this new pointer reference.
1157  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1158  * On failure, returns a negative errno.
1159  */
1160 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1161 {
1162         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1163         int new_ofs = state->acquired_refs;
1164         int id, err;
1165
1166         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1167         if (err)
1168                 return err;
1169         id = ++env->id_gen;
1170         state->refs[new_ofs].id = id;
1171         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1172         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1173
1174         return id;
1175 }
1176
1177 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1178 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1179 {
1180         int i, last_idx;
1181
1182         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1183         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1184                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1185                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1186                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1187                                 return -EINVAL;
1188                         if (last_idx && i != last_idx)
1189                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1190                                        sizeof(*state->refs));
1191                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1192                         state->acquired_refs--;
1193                         return 0;
1194                 }
1195         }
1196         return -EINVAL;
1197 }
1198
1199 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1200 {
1201         if (!state)
1202                 return;
1203         kfree(state->refs);
1204         kfree(state->stack);
1205         kfree(state);
1206 }
1207
1208 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1209 {
1210         kfree(state->jmp_history);
1211         state->jmp_history = NULL;
1212         state->jmp_history_cnt = 0;
1213 }
1214
1215 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1216                                 bool free_self)
1217 {
1218         int i;
1219
1220         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1221                 free_func_state(state->frame[i]);
1222                 state->frame[i] = NULL;
1223         }
1224         clear_jmp_history(state);
1225         if (free_self)
1226                 kfree(state);
1227 }
1228
1229 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1230  * when necessary to accommodate larger src stack
1231  */
1232 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1233                            const struct bpf_func_state *src)
1234 {
1235         int err;
1236
1237         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1238         err = copy_reference_state(dst, src);
1239         if (err)
1240                 return err;
1241         return copy_stack_state(dst, src);
1242 }
1243
1244 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1245                                const struct bpf_verifier_state *src)
1246 {
1247         struct bpf_func_state *dst;
1248         int i, err;
1249
1250         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1251                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1252                                             GFP_USER);
1253         if (!dst_state->jmp_history)
1254                 return -ENOMEM;
1255         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1256
1257         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1258         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1259                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1260                 dst_state->frame[i] = NULL;
1261         }
1262         dst_state->speculative = src->speculative;
1263         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1264         dst_state->curframe = src->curframe;
1265         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1266         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1267         dst_state->branches = src->branches;
1268         dst_state->parent = src->parent;
1269         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1270         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1271         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1272                 dst = dst_state->frame[i];
1273                 if (!dst) {
1274                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1275                         if (!dst)
1276                                 return -ENOMEM;
1277                         dst_state->frame[i] = dst;
1278                 }
1279                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1280                 if (err)
1281                         return err;
1282         }
1283         return 0;
1284 }
1285
1286 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1287 {
1288         while (st) {
1289                 u32 br = --st->branches;
1290
1291                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1292                  * but see comment in push_stack(), hence:
1293                  */
1294                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1295                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1296                           br);
1297                 if (br)
1298                         break;
1299                 st = st->parent;
1300         }
1301 }
1302
1303 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1304                      int *insn_idx, bool pop_log)
1305 {
1306         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1307         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1308         int err;
1309
1310         if (env->head == NULL)
1311                 return -ENOENT;
1312
1313         if (cur) {
1314                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1315                 if (err)
1316                         return err;
1317         }
1318         if (pop_log)
1319                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1320         if (insn_idx)
1321                 *insn_idx = head->insn_idx;
1322         if (prev_insn_idx)
1323                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1324         elem = head->next;
1325         free_verifier_state(&head->st, false);
1326         kfree(head);
1327         env->head = elem;
1328         env->stack_size--;
1329         return 0;
1330 }
1331
1332 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1333                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1334                                              bool speculative)
1335 {
1336         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1337         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1338         int err;
1339
1340         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1341         if (!elem)
1342                 goto err;
1343
1344         elem->insn_idx = insn_idx;
1345         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1346         elem->next = env->head;
1347         elem->log_pos = env->log.len_used;
1348         env->head = elem;
1349         env->stack_size++;
1350         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1351         if (err)
1352                 goto err;
1353         elem->st.speculative |= speculative;
1354         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1355                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1356                         env->stack_size);
1357                 goto err;
1358         }
1359         if (elem->st.parent) {
1360                 ++elem->st.parent->branches;
1361                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1362                  * but
1363                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1364                  * instructions
1365                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1366                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1367                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1368                  * which might have large 'branches' count.
1369                  */
1370         }
1371         return &elem->st;
1372 err:
1373         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1374         env->cur_state = NULL;
1375         /* pop all elements and return */
1376         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1377         return NULL;
1378 }
1379
1380 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1381 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1382         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1383 };
1384
1385 /* This helper doesn't clear reg->id */
1386 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1387 {
1388         reg->var_off = tnum_const(imm);
1389         reg->smin_value = (s64)imm;
1390         reg->smax_value = (s64)imm;
1391         reg->umin_value = imm;
1392         reg->umax_value = imm;
1393
1394         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1395         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1396         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1397         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1398 }
1399
1400 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1401  * known to have the value @imm.
1402  */
1403 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1404 {
1405         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1406         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1407                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1408         ___mark_reg_known(reg, imm);
1409 }
1410
1411 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1412 {
1413         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1414         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1415         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1416         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1417         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1418 }
1419
1420 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1421  * used only on registers holding a pointer type.
1422  */
1423 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1424 {
1425         __mark_reg_known(reg, 0);
1426 }
1427
1428 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1429 {
1430         __mark_reg_known(reg, 0);
1431         reg->type = SCALAR_VALUE;
1432 }
1433
1434 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1435                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1436 {
1437         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1438                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1439                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1440                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1441                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1442                 return;
1443         }
1444         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1445 }
1446
1447 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1448                               bool first_slot)
1449 {
1450         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1451          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1452          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1453          */
1454         __mark_reg_known_zero(reg);
1455         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1456         reg->dynptr.type = type;
1457         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1458 }
1459
1460 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1461 {
1462         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1463                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1464
1465                 if (map->inner_map_meta) {
1466                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1467                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1468                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1469                          * as UID of the inner map.
1470                          */
1471                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1472                                 reg->map_uid = reg->id;
1473                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1474                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1475                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1476                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1477                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1478                 } else {
1479                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1480                 }
1481                 return;
1482         }
1483
1484         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1485 }
1486
1487 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1488 {
1489         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1490 }
1491
1492 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1493 {
1494         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1495                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1496 }
1497
1498 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1499 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1500                                     enum bpf_reg_type which)
1501 {
1502         /* The register can already have a range from prior markings.
1503          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1504          * origin.
1505          */
1506         return reg->type == which &&
1507                reg->id == 0 &&
1508                reg->off == 0 &&
1509                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1510 }
1511
1512 /* Reset the min/max bounds of a register */
1513 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1514 {
1515         reg->smin_value = S64_MIN;
1516         reg->smax_value = S64_MAX;
1517         reg->umin_value = 0;
1518         reg->umax_value = U64_MAX;
1519
1520         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1521         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1522         reg->u32_min_value = 0;
1523         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1524 }
1525
1526 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1527 {
1528         reg->smin_value = S64_MIN;
1529         reg->smax_value = S64_MAX;
1530         reg->umin_value = 0;
1531         reg->umax_value = U64_MAX;
1532 }
1533
1534 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1535 {
1536         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1537         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1538         reg->u32_min_value = 0;
1539         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1540 }
1541
1542 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1543 {
1544         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1545
1546         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1547         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1548                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1549         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1550         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1551                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1552         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1553         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1554                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1555 }
1556
1557 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1558 {
1559         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1560         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1561                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1562         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1563         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1564                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1565         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1566         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1567                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1568 }
1569
1570 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1571 {
1572         __update_reg32_bounds(reg);
1573         __update_reg64_bounds(reg);
1574 }
1575
1576 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1577 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1578 {
1579         /* Learn sign from signed bounds.
1580          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1581          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1582          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1583          */
1584         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1585                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1586                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1587                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1588                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1589                 return;
1590         }
1591         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1592          * boundary, so we must be careful.
1593          */
1594         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1595                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1596                  * is positive, hence safe.
1597                  */
1598                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1599                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1600                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1601         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1602                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1603                  * is negative, hence safe.
1604                  */
1605                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1606                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1607                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1608         }
1609 }
1610
1611 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1612 {
1613         /* Learn sign from signed bounds.
1614          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1615          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1616          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1617          */
1618         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1619                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1620                                                           reg->umin_value);
1621                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1622                                                           reg->umax_value);
1623                 return;
1624         }
1625         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1626          * boundary, so we must be careful.
1627          */
1628         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1629                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1630                  * is positive, hence safe.
1631                  */
1632                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1633                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1634                                                           reg->umax_value);
1635         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1636                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1637                  * is negative, hence safe.
1638                  */
1639                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1640                                                           reg->umin_value);
1641                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1642         }
1643 }
1644
1645 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1646 {
1647         __reg32_deduce_bounds(reg);
1648         __reg64_deduce_bounds(reg);
1649 }
1650
1651 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1652 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1653 {
1654         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1655                                                tnum_range(reg->umin_value,
1656                                                           reg->umax_value));
1657         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1658                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1659                                                            reg->u32_max_value));
1660
1661         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1662 }
1663
1664 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
1665 {
1666         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
1667         __update_reg_bounds(reg);
1668         /* We might have learned something about the sign bit. */
1669         __reg_deduce_bounds(reg);
1670         /* We might have learned some bits from the bounds. */
1671         __reg_bound_offset(reg);
1672         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1673          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1674          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1675          */
1676         __update_reg_bounds(reg);
1677 }
1678
1679 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
1680 {
1681         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
1682 }
1683
1684 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1685 {
1686         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1687         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1688
1689         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
1690          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
1691          * from tnum.
1692          */
1693         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
1694             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
1695                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1696                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1697         } else {
1698                 reg->smin_value = 0;
1699                 reg->smax_value = U32_MAX;
1700         }
1701 }
1702
1703 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1704 {
1705         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1706          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1707          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1708          */
1709         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1710                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1711         } else {
1712                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1713                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1714                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1715                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1716                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1717                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1718                  */
1719                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1720         }
1721         reg_bounds_sync(reg);
1722 }
1723
1724 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1725 {
1726         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
1727 }
1728
1729 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1730 {
1731         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
1732 }
1733
1734 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1735 {
1736         __mark_reg32_unbounded(reg);
1737         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1738                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1739                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1740         }
1741         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
1742                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1743                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1744         }
1745         reg_bounds_sync(reg);
1746 }
1747
1748 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1749 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1750                                struct bpf_reg_state *reg)
1751 {
1752         /*
1753          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1754          * padding between 'type' and union
1755          */
1756         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1757         reg->type = SCALAR_VALUE;
1758         reg->var_off = tnum_unknown;
1759         reg->frameno = 0;
1760         reg->precise = !env->bpf_capable;
1761         __mark_reg_unbounded(reg);
1762 }
1763
1764 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1765                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1766 {
1767         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1768                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1769                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1770                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1771                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1772                 return;
1773         }
1774         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1775 }
1776
1777 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1778                                 struct bpf_reg_state *reg)
1779 {
1780         __mark_reg_unknown(env, reg);
1781         reg->type = NOT_INIT;
1782 }
1783
1784 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1785                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1786 {
1787         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1788                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1789                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1790                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1791                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1792                 return;
1793         }
1794         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1795 }
1796
1797 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1798                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1799                             enum bpf_reg_type reg_type,
1800                             struct btf *btf, u32 btf_id,
1801                             enum bpf_type_flag flag)
1802 {
1803         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1804                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1805                 return;
1806         }
1807         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1808         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
1809         regs[regno].btf = btf;
1810         regs[regno].btf_id = btf_id;
1811 }
1812
1813 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1814 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1815                            struct bpf_func_state *state)
1816 {
1817         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1818         int i;
1819
1820         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1821                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1822                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1823                 regs[i].parent = NULL;
1824                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1825         }
1826
1827         /* frame pointer */
1828         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1829         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1830         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1831 }
1832
1833 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1834 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1835                             struct bpf_func_state *state,
1836                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1837 {
1838         state->callsite = callsite;
1839         state->frameno = frameno;
1840         state->subprogno = subprogno;
1841         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
1842         init_reg_state(env, state);
1843         mark_verifier_state_scratched(env);
1844 }
1845
1846 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
1847 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
1848                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
1849                                                 int subprog)
1850 {
1851         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1852         struct bpf_func_state *frame;
1853
1854         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1855         if (!elem)
1856                 goto err;
1857
1858         elem->insn_idx = insn_idx;
1859         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1860         elem->next = env->head;
1861         elem->log_pos = env->log.len_used;
1862         env->head = elem;
1863         env->stack_size++;
1864         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1865                 verbose(env,
1866                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
1867                         env->stack_size);
1868                 goto err;
1869         }
1870         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
1871          * The caller state doesn't matter.
1872          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
1873          * Initialize it similar to do_check_common().
1874          */
1875         elem->st.branches = 1;
1876         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
1877         if (!frame)
1878                 goto err;
1879         init_func_state(env, frame,
1880                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
1881                         0 /* frameno within this callchain */,
1882                         subprog /* subprog number within this prog */);
1883         elem->st.frame[0] = frame;
1884         return &elem->st;
1885 err:
1886         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1887         env->cur_state = NULL;
1888         /* pop all elements and return */
1889         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1890         return NULL;
1891 }
1892
1893
1894 enum reg_arg_type {
1895         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1896         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1897         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1898 };
1899
1900 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1901 {
1902         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1903                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1904 }
1905
1906 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1907 {
1908         struct bpf_subprog_info *p;
1909
1910         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1911                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1912         if (!p)
1913                 return -ENOENT;
1914         return p - env->subprog_info;
1915
1916 }
1917
1918 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1919 {
1920         int insn_cnt = env->prog->len;
1921         int ret;
1922
1923         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1924                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1925                 return -EINVAL;
1926         }
1927         ret = find_subprog(env, off);
1928         if (ret >= 0)
1929                 return ret;
1930         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1931                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1932                 return -E2BIG;
1933         }
1934         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1935         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1936         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1937              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1938         return env->subprog_cnt - 1;
1939 }
1940
1941 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
1942 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
1943
1944 struct bpf_kfunc_desc {
1945         struct btf_func_model func_model;
1946         u32 func_id;
1947         s32 imm;
1948         u16 offset;
1949 };
1950
1951 struct bpf_kfunc_btf {
1952         struct btf *btf;
1953         struct module *module;
1954         u16 offset;
1955 };
1956
1957 struct bpf_kfunc_desc_tab {
1958         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
1959         u32 nr_descs;
1960 };
1961
1962 struct bpf_kfunc_btf_tab {
1963         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
1964         u32 nr_descs;
1965 };
1966
1967 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
1968 {
1969         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1970         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1971
1972         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
1973         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
1974 }
1975
1976 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
1977 {
1978         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
1979         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
1980
1981         return d0->offset - d1->offset;
1982 }
1983
1984 static const struct bpf_kfunc_desc *
1985 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
1986 {
1987         struct bpf_kfunc_desc desc = {
1988                 .func_id = func_id,
1989                 .offset = offset,
1990         };
1991         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1992
1993         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1994         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1995                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
1996 }
1997
1998 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
1999                                          s16 offset)
2000 {
2001         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2002         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2003         struct bpf_kfunc_btf *b;
2004         struct module *mod;
2005         struct btf *btf;
2006         int btf_fd;
2007
2008         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2009         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2010                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2011         if (!b) {
2012                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2013                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2014                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2015                 }
2016
2017                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2018                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2019                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2020                 }
2021
2022                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2023                                             offset * sizeof(btf_fd),
2024                                             sizeof(btf_fd)))
2025                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2026
2027                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2028                 if (IS_ERR(btf)) {
2029                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2030                         return btf;
2031                 }
2032
2033                 if (!btf_is_module(btf)) {
2034                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2035                         btf_put(btf);
2036                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2037                 }
2038
2039                 mod = btf_try_get_module(btf);
2040                 if (!mod) {
2041                         btf_put(btf);
2042                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2043                 }
2044
2045                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2046                 b->btf = btf;
2047                 b->module = mod;
2048                 b->offset = offset;
2049
2050                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2051                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2052         }
2053         return b->btf;
2054 }
2055
2056 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2057 {
2058         if (!tab)
2059                 return;
2060
2061         while (tab->nr_descs--) {
2062                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2063                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2064         }
2065         kfree(tab);
2066 }
2067
2068 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2069 {
2070         if (offset) {
2071                 if (offset < 0) {
2072                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2073                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2074                          */
2075                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2076                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2077                 }
2078
2079                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2080         }
2081         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2082 }
2083
2084 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2085 {
2086         const struct btf_type *func, *func_proto;
2087         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2088         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2089         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2090         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2091         const char *func_name;
2092         struct btf *desc_btf;
2093         unsigned long call_imm;
2094         unsigned long addr;
2095         int err;
2096
2097         prog_aux = env->prog->aux;
2098         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2099         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2100         if (!tab) {
2101                 if (!btf_vmlinux) {
2102                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2103                         return -ENOTSUPP;
2104                 }
2105
2106                 if (!env->prog->jit_requested) {
2107                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2108                         return -ENOTSUPP;
2109                 }
2110
2111                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2112                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2113                         return -ENOTSUPP;
2114                 }
2115
2116                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2117                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2118                         return -EINVAL;
2119                 }
2120
2121                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2122                 if (!tab)
2123                         return -ENOMEM;
2124                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2125         }
2126
2127         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2128          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2129          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2130          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2131          * for such calls.
2132          */
2133         if (!func_id && !offset)
2134                 return 0;
2135
2136         if (!btf_tab && offset) {
2137                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2138                 if (!btf_tab)
2139                         return -ENOMEM;
2140                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2141         }
2142
2143         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2144         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2145                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2146                 return PTR_ERR(desc_btf);
2147         }
2148
2149         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2150                 return 0;
2151
2152         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2153                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2154                 return -E2BIG;
2155         }
2156
2157         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2158         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2159                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2160                         func_id);
2161                 return -EINVAL;
2162         }
2163         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2164         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2165                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2166                         func_id);
2167                 return -EINVAL;
2168         }
2169
2170         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2171         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2172         if (!addr) {
2173                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2174                         func_name);
2175                 return -EINVAL;
2176         }
2177
2178         call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2179         /* Check whether or not the relative offset overflows desc->imm */
2180         if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2181                 verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2182                         func_name);
2183                 return -EINVAL;
2184         }
2185
2186         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2187         desc->func_id = func_id;
2188         desc->imm = call_imm;
2189         desc->offset = offset;
2190         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2191                                      func_proto, func_name,
2192                                      &desc->func_model);
2193         if (!err)
2194                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2195                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2196         return err;
2197 }
2198
2199 static int kfunc_desc_cmp_by_imm(const void *a, const void *b)
2200 {
2201         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2202         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2203
2204         if (d0->imm > d1->imm)
2205                 return 1;
2206         else if (d0->imm < d1->imm)
2207                 return -1;
2208         return 0;
2209 }
2210
2211 static void sort_kfunc_descs_by_imm(struct bpf_prog *prog)
2212 {
2213         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2214
2215         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2216         if (!tab)
2217                 return;
2218
2219         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2220              kfunc_desc_cmp_by_imm, NULL);
2221 }
2222
2223 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2224 {
2225         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2226 }
2227
2228 const struct btf_func_model *
2229 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2230                          const struct bpf_insn *insn)
2231 {
2232         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2233                 .imm = insn->imm,
2234         };
2235         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2236         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2237
2238         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2239         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2240                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm);
2241
2242         return res ? &res->func_model : NULL;
2243 }
2244
2245 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2246 {
2247         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2248         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2249         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2250
2251         /* Add entry function. */
2252         ret = add_subprog(env, 0);
2253         if (ret)
2254                 return ret;
2255
2256         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2257                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2258                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2259                         continue;
2260
2261                 if (!env->bpf_capable) {
2262                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2263                         return -EPERM;
2264                 }
2265
2266                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2267                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2268                 else
2269                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2270
2271                 if (ret < 0)
2272                         return ret;
2273         }
2274
2275         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2276          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2277          */
2278         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2279
2280         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2281                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2282                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2283
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2288 {
2289         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2290         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2291         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2292         int insn_cnt = env->prog->len;
2293
2294         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2295         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2296         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2297         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2298                 u8 code = insn[i].code;
2299
2300                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2301                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
2302                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2303                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2304                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2305                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2306                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2307                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2308                         goto next;
2309                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2310                         goto next;
2311                 off = i + insn[i].off + 1;
2312                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2313                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2314                         return -EINVAL;
2315                 }
2316 next:
2317                 if (i == subprog_end - 1) {
2318                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2319                          * the last insn of the subprog should be either exit
2320                          * or unconditional jump back
2321                          */
2322                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2323                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2324                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2325                                 return -EINVAL;
2326                         }
2327                         subprog_start = subprog_end;
2328                         cur_subprog++;
2329                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2330                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2331                 }
2332         }
2333         return 0;
2334 }
2335
2336 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2337  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2338  */
2339 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2340                          const struct bpf_reg_state *state,
2341                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2342 {
2343         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2344         int cnt = 0;
2345
2346         while (parent) {
2347                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2348                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2349                         break;
2350                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2351                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2352                                 reg_type_str(env, parent->type),
2353                                 parent->var_off.value, parent->off);
2354                         return -EFAULT;
2355                 }
2356                 /* The first condition is more likely to be true than the
2357                  * second, checked it first.
2358                  */
2359                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2360                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2361                         /* The parentage chain never changes and
2362                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2363                          * There is no need to keep walking the chain again and
2364                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2365                          * This case happens when the same register is read
2366                          * multiple times without writes into it in-between.
2367                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2368                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2369                          */
2370                         break;
2371                 /* ... then we depend on parent's value */
2372                 parent->live |= flag;
2373                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2374                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2375                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2376                 state = parent;
2377                 parent = state->parent;
2378                 writes = true;
2379                 cnt++;
2380         }
2381
2382         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2383                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2384         return 0;
2385 }
2386
2387 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2388  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2389  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2390  */
2391 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2392                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2393 {
2394         u8 code, class, op;
2395
2396         code = insn->code;
2397         class = BPF_CLASS(code);
2398         op = BPF_OP(code);
2399         if (class == BPF_JMP) {
2400                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2401                  * conservatively.
2402                  */
2403                 if (op == BPF_EXIT)
2404                         return true;
2405                 if (op == BPF_CALL) {
2406                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2407                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2408                          * don't care the register def because they are anyway
2409                          * marked as NOT_INIT already.
2410                          */
2411                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2412                                 return false;
2413                         /* Helper call will reach here because of arg type
2414                          * check, conservatively return TRUE.
2415                          */
2416                         if (t == SRC_OP)
2417                                 return true;
2418
2419                         return false;
2420                 }
2421         }
2422
2423         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
2424             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
2425             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
2426                 return true;
2427
2428         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
2429                 return false;
2430
2431         if (class == BPF_LDX) {
2432                 if (t != SRC_OP)
2433                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2434                 /* LDX source must be ptr. */
2435                 return true;
2436         }
2437
2438         if (class == BPF_STX) {
2439                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
2440                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
2441                  * asking about it.
2442                  */
2443                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
2444                         return true;
2445                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2446         }
2447
2448         if (class == BPF_LD) {
2449                 u8 mode = BPF_MODE(code);
2450
2451                 /* LD_IMM64 */
2452                 if (mode == BPF_IMM)
2453                         return true;
2454
2455                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
2456                 if (t != SRC_OP)
2457                         return  false;
2458
2459                 /* Implicit ctx ptr. */
2460                 if (regno == BPF_REG_6)
2461                         return true;
2462
2463                 /* Explicit source could be any width. */
2464                 return true;
2465         }
2466
2467         if (class == BPF_ST)
2468                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
2469                 return true;
2470
2471         /* Conservatively return true at default. */
2472         return true;
2473 }
2474
2475 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
2476 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
2477 {
2478         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
2479         case BPF_JMP:
2480         case BPF_JMP32:
2481         case BPF_ST:
2482                 return -1;
2483         case BPF_STX:
2484                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
2485                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
2486                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
2487                                 return BPF_REG_0;
2488                         else
2489                                 return insn->src_reg;
2490                 } else {
2491                         return -1;
2492                 }
2493         default:
2494                 return insn->dst_reg;
2495         }
2496 }
2497
2498 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
2499 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2500 {
2501         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
2502
2503         if (dst_reg == -1)
2504                 return false;
2505
2506         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
2507 }
2508
2509 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
2510                            struct bpf_reg_state *reg)
2511 {
2512         s32 def_idx = reg->subreg_def;
2513
2514         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
2515                 return;
2516
2517         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
2518         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
2519         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2520 }
2521
2522 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2523                          enum reg_arg_type t)
2524 {
2525         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2526         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2527         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
2528         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
2529         bool rw64;
2530
2531         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
2532                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
2533                 return -EINVAL;
2534         }
2535
2536         mark_reg_scratched(env, regno);
2537
2538         reg = &regs[regno];
2539         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
2540         if (t == SRC_OP) {
2541                 /* check whether register used as source operand can be read */
2542                 if (reg->type == NOT_INIT) {
2543                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
2544                         return -EACCES;
2545                 }
2546                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
2547                 if (regno == BPF_REG_FP)
2548                         return 0;
2549
2550                 if (rw64)
2551                         mark_insn_zext(env, reg);
2552
2553                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
2554                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
2555         } else {
2556                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
2557                 if (regno == BPF_REG_FP) {
2558                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
2559                         return -EACCES;
2560                 }
2561                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2562                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
2563                 if (t == DST_OP)
2564                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2565         }
2566         return 0;
2567 }
2568
2569 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
2570 {
2571         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
2572 }
2573
2574 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
2575 {
2576         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
2577 }
2578
2579 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
2580 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
2581                             struct bpf_verifier_state *cur)
2582 {
2583         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
2584         struct bpf_idx_pair *p;
2585         size_t alloc_size;
2586
2587         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
2588                 return 0;
2589
2590         cnt++;
2591         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
2592         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
2593         if (!p)
2594                 return -ENOMEM;
2595         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
2596         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
2597         cur->jmp_history = p;
2598         cur->jmp_history_cnt = cnt;
2599         return 0;
2600 }
2601
2602 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
2603  * history then previous instruction came from straight line execution.
2604  */
2605 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
2606                              u32 *history)
2607 {
2608         u32 cnt = *history;
2609
2610         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
2611                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
2612                 (*history)--;
2613         } else {
2614                 i--;
2615         }
2616         return i;
2617 }
2618
2619 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
2620 {
2621         const struct btf_type *func;
2622         struct btf *desc_btf;
2623
2624         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
2625                 return NULL;
2626
2627         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
2628         if (IS_ERR(desc_btf))
2629                 return "<error>";
2630
2631         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
2632         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2633 }
2634
2635 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
2636  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
2637  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
2638  */
2639 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
2640                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
2641 {
2642         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
2643                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
2644                 .cb_print       = verbose,
2645                 .private_data   = env,
2646         };
2647         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
2648         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
2649         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2650         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2651         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
2652         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
2653         u32 spi;
2654
2655         if (insn->code == 0)
2656                 return 0;
2657         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2658                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
2659                 verbose(env, "%d: ", idx);
2660                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
2661         }
2662
2663         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2664                 if (!(*reg_mask & dreg))
2665                         return 0;
2666                 if (opcode == BPF_MOV) {
2667                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2668                                 /* dreg = sreg
2669                                  * dreg needs precision after this insn
2670                                  * sreg needs precision before this insn
2671                                  */
2672                                 *reg_mask &= ~dreg;
2673                                 *reg_mask |= sreg;
2674                         } else {
2675                                 /* dreg = K
2676                                  * dreg needs precision after this insn.
2677                                  * Corresponding register is already marked
2678                                  * as precise=true in this verifier state.
2679                                  * No further markings in parent are necessary
2680                                  */
2681                                 *reg_mask &= ~dreg;
2682                         }
2683                 } else {
2684                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2685                                 /* dreg += sreg
2686                                  * both dreg and sreg need precision
2687                                  * before this insn
2688                                  */
2689                                 *reg_mask |= sreg;
2690                         } /* else dreg += K
2691                            * dreg still needs precision before this insn
2692                            */
2693                 }
2694         } else if (class == BPF_LDX) {
2695                 if (!(*reg_mask & dreg))
2696                         return 0;
2697                 *reg_mask &= ~dreg;
2698
2699                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
2700                  * Load from any other memory can be zero extended.
2701                  * The desire to keep that precision is already indicated
2702                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
2703                  * No further tracking necessary.
2704                  */
2705                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
2706                         return 0;
2707
2708                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
2709                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
2710                  * tracked with precision
2711                  */
2712                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2713                 if (spi >= 64) {
2714                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2715                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2716                         return -EFAULT;
2717                 }
2718                 *stack_mask |= 1ull << spi;
2719         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
2720                 if (*reg_mask & dreg)
2721                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
2722                          * to access memory. It means backtracking
2723                          * encountered a case of pointer subtraction.
2724                          */
2725                         return -ENOTSUPP;
2726                 /* scalars can only be spilled into stack */
2727                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
2728                         return 0;
2729                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2730                 if (spi >= 64) {
2731                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2732                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2733                         return -EFAULT;
2734                 }
2735                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
2736                         return 0;
2737                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
2738                 if (class == BPF_STX)
2739                         *reg_mask |= sreg;
2740         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
2741                 if (opcode == BPF_CALL) {
2742                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2743                                 return -ENOTSUPP;
2744                         /* BPF helpers that invoke callback subprogs are
2745                          * equivalent to BPF_PSEUDO_CALL above
2746                          */
2747                         if (insn->src_reg == 0 && is_callback_calling_function(insn->imm))
2748                                 return -ENOTSUPP;
2749                         /* regular helper call sets R0 */
2750                         *reg_mask &= ~1;
2751                         if (*reg_mask & 0x3f) {
2752                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
2753                                  * they should have been found already.
2754                                  */
2755                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
2756                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2757                                 return -EFAULT;
2758                         }
2759                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
2760                         return -ENOTSUPP;
2761                 }
2762         } else if (class == BPF_LD) {
2763                 if (!(*reg_mask & dreg))
2764                         return 0;
2765                 *reg_mask &= ~dreg;
2766                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
2767                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
2768                  * into parent is necessary
2769                  */
2770                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
2771                         /* to be analyzed */
2772                         return -ENOTSUPP;
2773         }
2774         return 0;
2775 }
2776
2777 /* the scalar precision tracking algorithm:
2778  * . at the start all registers have precise=false.
2779  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
2780  * . once precise value of the scalar register is used in:
2781  *   .  ptr + scalar alu
2782  *   . if (scalar cond K|scalar)
2783  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
2784  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
2785  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
2786  *   should be precise.
2787  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
2788  *   are equivalent if both are not precise.
2789  *
2790  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
2791  * since many different registers and stack slots could have been
2792  * used to compute single precise scalar.
2793  *
2794  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
2795  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
2796  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
2797  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
2798  *
2799  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
2800  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
2801  * All other branches will be explored for needing precision later.
2802  *
2803  * The backtracking needs to deal with cases like:
2804  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
2805  * r9 -= r8
2806  * r5 = r9
2807  * if r5 > 0x79f goto pc+7
2808  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
2809  * r5 += 1
2810  * ...
2811  * call bpf_perf_event_output#25
2812  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
2813  *
2814  * and this case:
2815  * r6 = 1
2816  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
2817  * r0 += r6
2818  * if r0 == 0 goto
2819  *
2820  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
2821  *
2822  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
2823  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
2824  * may incorrectly prune callers. This is similar to
2825  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
2826  *
2827  * For now backtracking falls back into conservative marking.
2828  */
2829 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
2830                                      struct bpf_verifier_state *st)
2831 {
2832         struct bpf_func_state *func;
2833         struct bpf_reg_state *reg;
2834         int i, j;
2835
2836         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2837          * pop_stack may still get !precise scalars.
2838          * We also skip current state and go straight to first parent state,
2839          * because precision markings in current non-checkpointed state are
2840          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
2841          */
2842         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
2843                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2844                         func = st->frame[i];
2845                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2846                                 reg = &func->regs[j];
2847                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2848                                         continue;
2849                                 reg->precise = true;
2850                         }
2851                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2852                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
2853                                         continue;
2854                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2855                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2856                                         continue;
2857                                 reg->precise = true;
2858                         }
2859                 }
2860         }
2861 }
2862
2863 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
2864 {
2865         struct bpf_func_state *func;
2866         struct bpf_reg_state *reg;
2867         int i, j;
2868
2869         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2870                 func = st->frame[i];
2871                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2872                         reg = &func->regs[j];
2873                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2874                                 continue;
2875                         reg->precise = false;
2876                 }
2877                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2878                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
2879                                 continue;
2880                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2881                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2882                                 continue;
2883                         reg->precise = false;
2884                 }
2885         }
2886 }
2887
2888 /*
2889  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
2890  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
2891  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
2892  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
2893  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
2894  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
2895  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
2896  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
2897  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
2898  * precise.
2899  *
2900  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
2901  * the currently verified state (current state). It is important to understand
2902  * why this is the case.
2903  *
2904  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
2905  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
2906  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
2907  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
2908  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
2909  * into one or more children states.
2910  *
2911  * In the former case, precise markings in current state are completely
2912  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
2913  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
2914  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
2915  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
2916  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
2917  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
2918  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
2919  * important to realize that in this case, even after marking current state
2920  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
2921  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
2922  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
2923  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
2924  * markings set or not.
2925  *
2926  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
2927  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
2928  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
2929  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
2930  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
2931  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
2932  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
2933  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
2934  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
2935  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
2936  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
2937  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
2938  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
2939  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
2940  * they have no more active children state, state comparison logic in
2941  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
2942  * required for correctness.
2943  *
2944  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
2945  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
2946  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
2947  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
2948  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
2949  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
2950  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
2951  * matter, current state can be discarded because from that instruction
2952  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
2953  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
2954  * forget the history of how we got here.
2955  *
2956  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
2957  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
2958  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
2959  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
2960  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
2961  * not set precise marking in current state. If no child state requires
2962  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
2963  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
2964  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
2965  * propagation from child state to parent states.
2966  *
2967  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
2968  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
2969  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
2970  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
2971  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
2972  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
2973  * finalized states which help in short circuiting more future states.
2974  */
2975 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int regno,
2976                                   int spi)
2977 {
2978         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2979         int first_idx = st->first_insn_idx;
2980         int last_idx = env->insn_idx;
2981         struct bpf_func_state *func;
2982         struct bpf_reg_state *reg;
2983         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2984         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2985         bool skip_first = true;
2986         bool new_marks = false;
2987         int i, err;
2988
2989         if (!env->bpf_capable)
2990                 return 0;
2991
2992         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
2993          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
2994          * tracking in the current state is unnecessary.
2995          */
2996         func = st->frame[frame];
2997         if (regno >= 0) {
2998                 reg = &func->regs[regno];
2999                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3000                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3001                         return -EFAULT;
3002                 }
3003                 new_marks = true;
3004         }
3005
3006         while (spi >= 0) {
3007                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[spi])) {
3008                         stack_mask = 0;
3009                         break;
3010                 }
3011                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
3012                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3013                         stack_mask = 0;
3014                         break;
3015                 }
3016                 new_marks = true;
3017                 break;
3018         }
3019
3020         if (!new_marks)
3021                 return 0;
3022         if (!reg_mask && !stack_mask)
3023                 return 0;
3024
3025         for (;;) {
3026                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3027                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
3028
3029                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
3030                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
3031
3032                 if (last_idx < 0) {
3033                         /* we are at the entry into subprog, which
3034                          * is expected for global funcs, but only if
3035                          * requested precise registers are R1-R5
3036                          * (which are global func's input arguments)
3037                          */
3038                         if (st->curframe == 0 &&
3039                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
3040                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
3041                             stack_mask == 0 && (reg_mask & ~0x3e) == 0) {
3042                                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3043                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3044                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
3045                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3046                                                 reg_mask &= ~(1u << i);
3047                                                 continue;
3048                                         }
3049                                         reg->precise = true;
3050                                 }
3051                                 return 0;
3052                         }
3053
3054                         verbose(env, "BUG backtracing func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
3055                                 st->frame[0]->subprogno, reg_mask, stack_mask);
3056                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3057                         return -EFAULT;
3058                 }
3059
3060                 for (i = last_idx;;) {
3061                         if (skip_first) {
3062                                 err = 0;
3063                                 skip_first = false;
3064                         } else {
3065                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
3066                         }
3067                         if (err == -ENOTSUPP) {
3068                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
3069                                 return 0;
3070                         } else if (err) {
3071                                 return err;
3072                         }
3073                         if (!reg_mask && !stack_mask)
3074                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
3075                                  * Since this state is already marked, just return.
3076                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
3077                                  */
3078                                 return 0;
3079                         if (i == first_idx)
3080                                 break;
3081                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
3082                         if (i >= env->prog->len) {
3083                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
3084                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
3085                                  * to backtrack.
3086                                  * It means the backtracking missed the spot where
3087                                  * particular register was initialized with a constant.
3088                                  */
3089                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
3090                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3091                                 return -EFAULT;
3092                         }
3093                 }
3094                 st = st->parent;
3095                 if (!st)
3096                         break;
3097
3098                 new_marks = false;
3099                 func = st->frame[frame];
3100                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3101                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3102                         reg = &func->regs[i];
3103                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3104                                 reg_mask &= ~(1u << i);
3105                                 continue;
3106                         }
3107                         if (!reg->precise)
3108                                 new_marks = true;
3109                         reg->precise = true;
3110                 }
3111
3112                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3113                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3114                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
3115                                 /* the sequence of instructions:
3116                                  * 2: (bf) r3 = r10
3117                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
3118                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
3119                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
3120                                  * as a single block.
3121                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
3122                                  * stack access, so at the end of backtracking
3123                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
3124                                  * However the parent state may not have accessed
3125                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
3126                                  * In such case fallback to conservative.
3127                                  */
3128                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
3129                                 return 0;
3130                         }
3131
3132                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[i])) {
3133                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
3134                                 continue;
3135                         }
3136                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3137                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3138                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
3139                                 continue;
3140                         }
3141                         if (!reg->precise)
3142                                 new_marks = true;
3143                         reg->precise = true;
3144                 }
3145                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3146                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks:",
3147                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
3148                                 reg_mask, stack_mask);
3149                         print_verifier_state(env, func, true);
3150                 }
3151
3152                 if (!reg_mask && !stack_mask)
3153                         break;
3154                 if (!new_marks)
3155                         break;
3156
3157                 last_idx = st->last_insn_idx;
3158                 first_idx = st->first_insn_idx;
3159         }
3160         return 0;
3161 }
3162
3163 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3164 {
3165         return __mark_chain_precision(env, env->cur_state->curframe, regno, -1);
3166 }
3167
3168 static int mark_chain_precision_frame(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int regno)
3169 {
3170         return __mark_chain_precision(env, frame, regno, -1);
3171 }
3172
3173 static int mark_chain_precision_stack_frame(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int spi)
3174 {
3175         return __mark_chain_precision(env, frame, -1, spi);
3176 }
3177
3178 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
3179 {
3180         switch (base_type(type)) {
3181         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3182         case PTR_TO_STACK:
3183         case PTR_TO_CTX:
3184         case PTR_TO_PACKET:
3185         case PTR_TO_PACKET_META:
3186         case PTR_TO_PACKET_END:
3187         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
3188         case CONST_PTR_TO_MAP:
3189         case PTR_TO_SOCKET:
3190         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3191         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3192         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3193         case PTR_TO_BTF_ID:
3194         case PTR_TO_BUF:
3195         case PTR_TO_MEM:
3196         case PTR_TO_FUNC:
3197         case PTR_TO_MAP_KEY:
3198                 return true;
3199         default:
3200                 return false;
3201         }
3202 }
3203
3204 /* Does this register contain a constant zero? */
3205 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
3206 {
3207         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
3208 }
3209
3210 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
3211 {
3212         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
3213 }
3214
3215 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
3216 {
3217         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
3218                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
3219                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
3220                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
3221                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
3222 }
3223
3224 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
3225 {
3226         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
3227 }
3228
3229 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
3230                                const struct bpf_reg_state *reg)
3231 {
3232         if (allow_ptr_leaks)
3233                 return false;
3234
3235         return reg->type != SCALAR_VALUE;
3236 }
3237
3238 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
3239                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
3240                                 int size)
3241 {
3242         int i;
3243
3244         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
3245         if (size == BPF_REG_SIZE)
3246                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3247
3248         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
3249                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
3250
3251         /* size < 8 bytes spill */
3252         for (; i; i--)
3253                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
3254 }
3255
3256 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
3257  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
3258  */
3259 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3260                                        /* stack frame we're writing to */
3261                                        struct bpf_func_state *state,
3262                                        int off, int size, int value_regno,
3263                                        int insn_idx)
3264 {
3265         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3266         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
3267         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
3268         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
3269
3270         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
3271         if (err)
3272                 return err;
3273         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
3274          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
3275          */
3276         if (!env->allow_ptr_leaks &&
3277             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3278             size != BPF_REG_SIZE) {
3279                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
3280                 return -EACCES;
3281         }
3282
3283         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3284         if (value_regno >= 0)
3285                 reg = &cur->regs[value_regno];
3286         if (!env->bypass_spec_v4) {
3287                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
3288
3289                 for (i = 0; i < size; i++) {
3290                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_INVALID) {
3291                                 sanitize = true;
3292                                 break;
3293                         }
3294                 }
3295
3296                 if (sanitize)
3297                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
3298         }
3299
3300         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3301         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
3302             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
3303                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
3304                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
3305                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
3306                          * scalar via different register has to be conservative.
3307                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
3308                          * that contributed into 'reg' being a constant.
3309                          */
3310                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3311                         if (err)
3312                                 return err;
3313                 }
3314                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3315         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
3316                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
3317                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
3318                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3319                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
3320                         return -EACCES;
3321                 }
3322                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
3323                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
3324                         return -EINVAL;
3325                 }
3326                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3327         } else {
3328                 u8 type = STACK_MISC;
3329
3330                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
3331                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3332                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
3333                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]))
3334                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
3335                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
3336
3337                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
3338                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
3339                  * when stack slots are partially written.
3340                  * This heuristic means that read propagation will be
3341                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
3342                  * to stack slots all the way to first state when programs
3343                  * writes+reads less than 8 bytes
3344                  */
3345                 if (size == BPF_REG_SIZE)
3346                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3347
3348                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
3349                 if (reg && register_is_null(reg)) {
3350                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3351                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3352                         if (err)
3353                                 return err;
3354                         type = STACK_ZERO;
3355                 }
3356
3357                 /* Mark slots affected by this stack write. */
3358                 for (i = 0; i < size; i++)
3359                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
3360                                 type;
3361         }
3362         return 0;
3363 }
3364
3365 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
3366  * known to contain a variable offset.
3367  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
3368  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
3369  * dynamic range is potentially written to.
3370  *
3371  * 'off' includes 'regno->off'.
3372  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
3373  * the stack.
3374  *
3375  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
3376  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
3377  * future reads cannot be terminated by this write.
3378  *
3379  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
3380  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
3381  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
3382  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
3383  */
3384 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3385                                      /* func where register points to */
3386                                      struct bpf_func_state *state,
3387                                      int ptr_regno, int off, int size,
3388                                      int value_regno, int insn_idx)
3389 {
3390         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3391         int min_off, max_off;
3392         int i, err;
3393         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
3394         bool writing_zero = false;
3395         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
3396          * stack slots remain STACK_ZERO
3397          */
3398         bool zero_used = false;
3399
3400         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3401         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
3402         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
3403         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
3404         if (value_regno >= 0)
3405                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
3406         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
3407                 writing_zero = true;
3408
3409         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
3410         if (err)
3411                 return err;
3412
3413
3414         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
3415         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3416                 u8 new_type, *stype;
3417                 int slot, spi;
3418
3419                 slot = -i - 1;
3420                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3421                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3422                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3423
3424                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
3425                         /* Reject the write if range we may write to has not
3426                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
3427                          * here, the ptr status would be erased below (even
3428                          * though not all slots are actually overwritten),
3429                          * possibly opening the door to leaks.
3430                          *
3431                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
3432                          * only allow reading possibly uninitialized memory
3433                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
3434                          * that slot.
3435                          */
3436                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
3437                                 insn_idx, i);
3438                         return -EINVAL;
3439                 }
3440
3441                 /* Erase all spilled pointers. */
3442                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3443
3444                 /* Update the slot type. */
3445                 new_type = STACK_MISC;
3446                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
3447                         new_type = STACK_ZERO;
3448                         zero_used = true;
3449                 }
3450                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
3451                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
3452                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
3453                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
3454                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
3455                  * that may or may not be written because, if we're reject
3456                  * them, the error would be too confusing.
3457                  */
3458                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
3459                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
3460                                         insn_idx, i);
3461                         return -EINVAL;
3462                 }
3463                 *stype = new_type;
3464         }
3465         if (zero_used) {
3466                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3467                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3468                 if (err)
3469                         return err;
3470         }
3471         return 0;
3472 }
3473
3474 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
3475  * max_off), we set the register's type according to the types of the
3476  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
3477  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
3478  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
3479  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
3480  * read.
3481  */
3482 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3483                                 /* func where src register points to */
3484                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
3485                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
3486 {
3487         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3488         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3489         int i, slot, spi;
3490         u8 *stype;
3491         int zeros = 0;
3492
3493         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3494                 slot = -i - 1;
3495                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3496                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
3497                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
3498                         break;
3499                 zeros++;
3500         }
3501         if (zeros == max_off - min_off) {
3502                 /* any access_size read into register is zero extended,
3503                  * so the whole register == const_zero
3504                  */
3505                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
3506                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
3507                  * so mark it precise here, so that later
3508                  * backtracking can stop here.
3509                  * Backtracking may not need this if this register
3510                  * doesn't participate in pointer adjustment.
3511                  * Forward propagation of precise flag is not
3512                  * necessary either. This mark is only to stop
3513                  * backtracking. Any register that contributed
3514                  * to const 0 was marked precise before spill.
3515                  */
3516                 state->regs[dst_regno].precise = true;
3517         } else {
3518                 /* have read misc data from the stack */
3519                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3520         }
3521         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3522 }
3523
3524 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
3525  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
3526  * spilled reg.
3527  *
3528  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
3529  * register.
3530  *
3531  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
3532  */
3533 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3534                                       /* func where src register points to */
3535                                       struct bpf_func_state *reg_state,
3536                                       int off, int size, int dst_regno)
3537 {
3538         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3539         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3540         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3541         struct bpf_reg_state *reg;
3542         u8 *stype, type;
3543
3544         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
3545         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
3546
3547         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
3548                 u8 spill_size = 1;
3549
3550                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
3551                         spill_size++;
3552
3553                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
3554                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3555                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
3556                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
3557                                 return -EACCES;
3558                         }
3559
3560                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3561                         if (dst_regno < 0)
3562                                 return 0;
3563
3564                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
3565                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
3566                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
3567                                  */
3568                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
3569
3570                                 state->regs[dst_regno] = *reg;
3571                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
3572                         } else {
3573                                 for (i = 0; i < size; i++) {
3574                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3575                                         if (type == STACK_SPILL)
3576                                                 continue;
3577                                         if (type == STACK_MISC)
3578                                                 continue;
3579                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3580                                                 off, i, size);
3581                                         return -EACCES;
3582                                 }
3583                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3584                         }
3585                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3586                         return 0;
3587                 }
3588
3589                 if (dst_regno >= 0) {
3590                         /* restore register state from stack */
3591                         state->regs[dst_regno] = *reg;
3592                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
3593                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
3594                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
3595                          */
3596                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3597                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
3598                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
3599                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
3600                          * (e.g. for XADD).
3601                          * We must not allow unprivileged callers to do that
3602                          * with spilled pointers.
3603                          */
3604                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
3605                                 off);
3606                         return -EACCES;
3607                 }
3608                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3609         } else {
3610                 for (i = 0; i < size; i++) {
3611                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3612                         if (type == STACK_MISC)
3613                                 continue;
3614                         if (type == STACK_ZERO)
3615                                 continue;
3616                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3617                                 off, i, size);
3618                         return -EACCES;
3619                 }
3620                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3621                 if (dst_regno >= 0)
3622                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
3623         }
3624         return 0;
3625 }
3626
3627 enum bpf_access_src {
3628         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
3629         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
3630 };
3631
3632 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
3633                                          int regno, int off, int access_size,
3634                                          bool zero_size_allowed,
3635                                          enum bpf_access_src type,
3636                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
3637
3638 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3639 {
3640         return cur_regs(env) + regno;
3641 }
3642
3643 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
3644  * 'dst_regno'.
3645  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
3646  * but not its variable offset.
3647  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
3648  *
3649  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
3650  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
3651  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
3652  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
3653  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
3654  * instead.
3655  */
3656 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3657                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
3658 {
3659         /* The state of the source register. */
3660         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3661         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
3662         int err;
3663         int min_off, max_off;
3664
3665         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
3666          */
3667         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
3668                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
3669         if (err)
3670                 return err;
3671
3672         min_off = reg->smin_value + off;
3673         max_off = reg->smax_value + off;
3674         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
3675         return 0;
3676 }
3677
3678 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
3679  * check_stack_read_var_off.
3680  *
3681  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
3682  * bounds.
3683  *
3684  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
3685  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
3686  */
3687 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3688                             int ptr_regno, int off, int size,
3689                             int dst_regno)
3690 {
3691         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3692         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3693         int err;
3694         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
3695         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
3696
3697         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
3698          * register, in order to not leak pointers (see
3699          * check_stack_read_fixed_off).
3700          */
3701         if (dst_regno < 0 && var_off) {
3702                 char tn_buf[48];
3703
3704                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3705                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
3706                         tn_buf, off, size);
3707                 return -EACCES;
3708         }
3709         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
3710          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
3711          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
3712          */
3713         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
3714                 char tn_buf[48];
3715
3716                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3717                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3718                                 ptr_regno, tn_buf);
3719                 return -EACCES;
3720         }
3721
3722         if (!var_off) {
3723                 off += reg->var_off.value;
3724                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
3725                                                  dst_regno);
3726         } else {
3727                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3728                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
3729                  * branch.
3730                  */
3731                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
3732                                                dst_regno);
3733         }
3734         return err;
3735 }
3736
3737
3738 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
3739  * check_stack_write_var_off.
3740  *
3741  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
3742  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
3743  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
3744  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
3745  *
3746  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
3747  */
3748 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
3749                              int ptr_regno, int off, int size,
3750                              int value_regno, int insn_idx)
3751 {
3752         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3753         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3754         int err;
3755
3756         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3757                 off += reg->var_off.value;
3758                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
3759                                                   value_regno, insn_idx);
3760         } else {
3761                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3762                  * than fixed offset ones.
3763                  */
3764                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
3765                                                 ptr_regno, off, size,
3766                                                 value_regno, insn_idx);
3767         }
3768         return err;
3769 }
3770
3771 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3772                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
3773 {
3774         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3775         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
3776         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
3777
3778         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
3779                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3780                         map->value_size, off, size);
3781                 return -EACCES;
3782         }
3783
3784         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
3785                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3786                         map->value_size, off, size);
3787                 return -EACCES;
3788         }
3789
3790         return 0;
3791 }
3792
3793 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
3794 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3795                               int off, int size, u32 mem_size,
3796                               bool zero_size_allowed)
3797 {
3798         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
3799         struct bpf_reg_state *reg;
3800
3801         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
3802                 return 0;
3803
3804         reg = &cur_regs(env)[regno];
3805         switch (reg->type) {
3806         case PTR_TO_MAP_KEY:
3807                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
3808                         mem_size, off, size);
3809                 break;
3810         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3811                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3812                         mem_size, off, size);
3813                 break;
3814         case PTR_TO_PACKET:
3815         case PTR_TO_PACKET_META:
3816         case PTR_TO_PACKET_END:
3817                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
3818                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
3819                 break;
3820         case PTR_TO_MEM:
3821         default:
3822                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
3823                         mem_size, off, size);
3824         }
3825
3826         return -EACCES;
3827 }
3828
3829 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
3830 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3831                                    int off, int size, u32 mem_size,
3832                                    bool zero_size_allowed)
3833 {
3834         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3835         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3836         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3837         int err;
3838
3839         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
3840          * need to try adding each of min_value and max_value to off
3841          * to make sure our theoretical access will be safe.
3842          *
3843          * The minimum value is only important with signed
3844          * comparisons where we can't assume the floor of a
3845          * value is 0.  If we are using signed variables for our
3846          * index'es we need to make sure that whatever we use
3847          * will have a set floor within our range.
3848          */
3849         if (reg->smin_value < 0 &&
3850             (reg->smin_value == S64_MIN ||
3851              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
3852               reg->smin_value + off < 0)) {
3853                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3854                         regno);
3855                 return -EACCES;
3856         }
3857         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
3858                                  mem_size, zero_size_allowed);
3859         if (err) {
3860                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
3861                         regno);
3862                 return err;
3863         }
3864
3865         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
3866          * sure we won't do bad things.
3867          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
3868          */
3869         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
3870                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
3871                         regno);
3872                 return -EACCES;
3873         }
3874         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
3875                                  mem_size, zero_size_allowed);
3876         if (err) {
3877                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
3878                         regno);
3879                 return err;
3880         }
3881
3882         return 0;
3883 }
3884
3885 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3886                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
3887                                bool fixed_off_ok)
3888 {
3889         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
3890          * is only allowed in its original, unmodified form.
3891          */
3892
3893         if (reg->off < 0) {
3894                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3895                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3896                 return -EACCES;
3897         }
3898
3899         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
3900                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3901                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3902                 return -EACCES;
3903         }
3904
3905         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3906                 char tn_buf[48];
3907
3908                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3909                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
3910                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
3911                 return -EACCES;
3912         }
3913
3914         return 0;
3915 }
3916
3917 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3918                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3919 {
3920         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
3921 }
3922
3923 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
3924                                struct btf_field *kptr_field,
3925                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
3926 {
3927         const char *targ_name = kernel_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
3928         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED;
3929         const char *reg_name = "";
3930
3931         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
3932         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
3933                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
3934
3935         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
3936                 goto bad_type;
3937
3938         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
3939                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
3940                 return -EINVAL;
3941         }
3942         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
3943         reg_name = kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
3944
3945         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
3946          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
3947          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
3948          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
3949          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
3950          */
3951         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
3952                 return -EACCES;
3953
3954         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
3955          * we also need to take into account the reg->off.
3956          *
3957          * We want to support cases like:
3958          *
3959          * struct foo {
3960          *         struct bar br;
3961          *         struct baz bz;
3962          * };
3963          *
3964          * struct foo *v;
3965          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
3966          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
3967          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
3968          *                    // first member type of struct after comparison fails
3969          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
3970          *                    // to match type
3971          *
3972          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
3973          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
3974          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
3975          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
3976          * strict mode to true for type match.
3977          */
3978         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
3979                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
3980                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
3981                 goto bad_type;
3982         return 0;
3983 bad_type:
3984         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
3985                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
3986         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
3987         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
3988                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
3989                         targ_name);
3990         else
3991                 verbose(env, "\n");
3992         return -EINVAL;
3993 }
3994
3995 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3996                                  int value_regno, int insn_idx,
3997                                  struct btf_field *kptr_field)
3998 {
3999         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4000         int class = BPF_CLASS(insn->code);
4001         struct bpf_reg_state *val_reg;
4002
4003         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
4004          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
4005          *  - size of access (must be BPF_DW)
4006          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
4007          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
4008          */
4009         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
4010         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
4011                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
4012                 return -EACCES;
4013         }
4014
4015         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
4016          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
4017          */
4018         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
4019                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
4020                 return -EACCES;
4021         }
4022
4023         if (class == BPF_LDX) {
4024                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
4025                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
4026                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
4027                  */
4028                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
4029                                 kptr_field->kptr.btf_id, PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
4030                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
4031                 val_reg->id = ++env->id_gen;
4032         } else if (class == BPF_STX) {
4033                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
4034                 if (!register_is_null(val_reg) &&
4035                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
4036                         return -EACCES;
4037         } else if (class == BPF_ST) {
4038                 if (insn->imm) {
4039                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
4040                                 kptr_field->offset);
4041                         return -EACCES;
4042                 }
4043         } else {
4044                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
4045                 return -EACCES;
4046         }
4047         return 0;
4048 }
4049
4050 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
4051 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4052                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
4053                             enum bpf_access_src src)
4054 {
4055         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4056         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4057         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4058         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4059         struct btf_record *rec;
4060         int err, i;
4061
4062         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
4063                                       zero_size_allowed);
4064         if (err)
4065                 return err;
4066
4067         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
4068                 return 0;
4069         rec = map->record;
4070         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
4071                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
4072                 u32 p = field->offset;
4073
4074                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
4075                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
4076                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
4077                  */
4078                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
4079                     p < reg->umax_value + off + size) {
4080                         switch (field->type) {
4081                         case BPF_KPTR_UNREF:
4082                         case BPF_KPTR_REF:
4083                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
4084                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
4085                                         return -EACCES;
4086                                 }
4087                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
4088                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
4089                                         return -EACCES;
4090                                 }
4091                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
4092                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
4093                                                 p, off + reg->var_off.value);
4094                                         return -EACCES;
4095                                 }
4096                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
4097                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
4098                                         return -EACCES;
4099                                 }
4100                                 break;
4101                         default:
4102                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
4103                                         btf_field_type_name(field->type));
4104                                 return -EACCES;
4105                         }
4106                 }
4107         }
4108         return 0;
4109 }
4110
4111 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
4112
4113 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
4114                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
4115                                        enum bpf_access_type t)
4116 {
4117         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
4118
4119         switch (prog_type) {
4120         /* Program types only with direct read access go here! */
4121         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
4122         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
4123         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
4124         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
4125         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
4126         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
4127                 if (t == BPF_WRITE)
4128                         return false;
4129                 fallthrough;
4130
4131         /* Program types with direct read + write access go here! */
4132         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
4133         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
4134         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
4135         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
4136         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
4137         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
4138                 if (meta)
4139                         return meta->pkt_access;
4140
4141                 env->seen_direct_write = true;
4142                 return true;
4143
4144         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
4145                 if (t == BPF_WRITE)
4146                         env->seen_direct_write = true;
4147
4148                 return true;
4149
4150         default:
4151                 return false;
4152         }
4153 }
4154
4155 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
4156                                int size, bool zero_size_allowed)
4157 {
4158         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4159         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
4160         int err;
4161
4162         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
4163          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
4164          * offset.
4165          */
4166
4167         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
4168          * detail to prove they're safe.
4169          */
4170         if (reg->smin_value < 0) {
4171                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4172                         regno);
4173                 return -EACCES;
4174         }
4175
4176         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
4177               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
4178                                  zero_size_allowed);
4179         if (err) {
4180                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
4181                 return err;
4182         }
4183
4184         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
4185          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
4186          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
4187          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
4188          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
4189          */
4190         env->prog->aux->max_pkt_offset =
4191                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
4192                       off + reg->umax_value + size - 1);
4193
4194         return err;
4195 }
4196
4197 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
4198 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
4199                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
4200                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
4201 {
4202         struct bpf_insn_access_aux info = {
4203                 .reg_type = *reg_type,
4204                 .log = &env->log,
4205         };
4206
4207         if (env->ops->is_valid_access &&
4208             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
4209                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
4210                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
4211                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
4212                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
4213                  * will only allow for whole field access and rejects any other
4214                  * type of narrower access.
4215                  */
4216                 *reg_type = info.reg_type;
4217
4218                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
4219                         *btf = info.btf;
4220                         *btf_id = info.btf_id;
4221                 } else {
4222                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
4223                 }
4224                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
4225                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
4226                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
4227                 return 0;
4228         }
4229
4230         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
4231         return -EACCES;
4232 }
4233
4234 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
4235                                   int size)
4236 {
4237         if (size < 0 || off < 0 ||
4238             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
4239                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
4240                         off, size);
4241                 return -EACCES;
4242         }
4243         return 0;
4244 }
4245
4246 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
4247                              u32 regno, int off, int size,
4248                              enum bpf_access_type t)
4249 {
4250         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4251         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
4252         struct bpf_insn_access_aux info = {};
4253         bool valid;
4254
4255         if (reg->smin_value < 0) {
4256                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4257                         regno);
4258                 return -EACCES;
4259         }
4260
4261         switch (reg->type) {
4262         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4263                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
4264                 break;
4265         case PTR_TO_SOCKET:
4266                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4267                 break;
4268         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4269                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4270                 break;
4271         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4272                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4273                 break;
4274         default:
4275                 valid = false;
4276         }
4277
4278
4279         if (valid) {
4280                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
4281                         info.ctx_field_size;
4282                 return 0;
4283         }
4284
4285         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
4286                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
4287
4288         return -EACCES;
4289 }
4290
4291 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4292 {
4293         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
4294 }
4295
4296 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4297 {
4298         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4299
4300         return reg->type == PTR_TO_CTX;
4301 }
4302
4303 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4304 {
4305         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4306
4307         return type_is_sk_pointer(reg->type);
4308 }
4309
4310 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4311 {
4312         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4313
4314         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
4315 }
4316
4317 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4318 {
4319         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4320
4321         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
4322         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
4323 }
4324
4325 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
4326 {
4327         /* A referenced register is always trusted. */
4328         if (reg->ref_obj_id)
4329                 return true;
4330
4331         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
4332          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
4333          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
4334          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
4335          * not.
4336          *
4337          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
4338          * for whether a register is trusted.
4339          */
4340         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
4341                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
4342 }
4343
4344 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
4345 {
4346         return reg->type & MEM_RCU;
4347 }
4348
4349 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4350                                    const struct bpf_reg_state *reg,
4351                                    int off, int size, bool strict)
4352 {
4353         struct tnum reg_off;
4354         int ip_align;
4355
4356         /* Byte size accesses are always allowed. */
4357         if (!strict || size == 1)
4358                 return 0;
4359
4360         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
4361          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
4362          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
4363          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
4364          * to this code only in strict mode where we want to emulate
4365          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
4366          * unconditional IP align value of '2'.
4367          */
4368         ip_align = 2;
4369
4370         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
4371         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4372                 char tn_buf[48];
4373
4374                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4375                 verbose(env,
4376                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
4377                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
4378                 return -EACCES;
4379         }
4380
4381         return 0;
4382 }
4383
4384 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4385                                        const struct bpf_reg_state *reg,
4386                                        const char *pointer_desc,
4387                                        int off, int size, bool strict)
4388 {
4389         struct tnum reg_off;
4390
4391         /* Byte size accesses are always allowed. */
4392         if (!strict || size == 1)
4393                 return 0;
4394
4395         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
4396         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4397                 char tn_buf[48];
4398
4399                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4400                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
4401                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
4402                 return -EACCES;
4403         }
4404
4405         return 0;
4406 }
4407
4408 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4409                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
4410                                int size, bool strict_alignment_once)
4411 {
4412         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
4413         const char *pointer_desc = "";
4414
4415         switch (reg->type) {
4416         case PTR_TO_PACKET:
4417         case PTR_TO_PACKET_META:
4418                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
4419                  * right in front, treat it the very same way.
4420                  */
4421                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
4422         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4423                 pointer_desc = "flow keys ";
4424                 break;
4425         case PTR_TO_MAP_KEY:
4426                 pointer_desc = "key ";
4427                 break;
4428         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4429                 pointer_desc = "value ";
4430                 break;
4431         case PTR_TO_CTX:
4432                 pointer_desc = "context ";
4433                 break;
4434         case PTR_TO_STACK:
4435                 pointer_desc = "stack ";
4436                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
4437                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
4438                  * aligned.
4439                  */
4440                 strict = true;
4441                 break;
4442         case PTR_TO_SOCKET:
4443                 pointer_desc = "sock ";
4444                 break;
4445         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4446                 pointer_desc = "sock_common ";
4447                 break;
4448         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4449                 pointer_desc = "tcp_sock ";
4450                 break;
4451         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4452                 pointer_desc = "xdp_sock ";
4453                 break;
4454         default:
4455                 break;
4456         }
4457         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
4458                                            strict);
4459 }
4460
4461 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4462                               const struct bpf_func_state *func,
4463                               int off)
4464 {
4465         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
4466
4467         if (stack >= -off)
4468                 return 0;
4469
4470         /* update known max for given subprogram */
4471         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
4472         return 0;
4473 }
4474
4475 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
4476  * and recursively walk all callees that given function can call.
4477  * Ignore jump and exit insns.
4478  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
4479  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
4480  */
4481 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
4482 {
4483         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
4484         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
4485         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
4486         bool tail_call_reachable = false;
4487         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
4488         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
4489         int j;
4490
4491 process_func:
4492         /* protect against potential stack overflow that might happen when
4493          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
4494          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
4495          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
4496          * 8k).
4497          *
4498          * To get the idea what might happen, see an example:
4499          * func1 -> sub rsp, 128
4500          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
4501          *  tailcall1 -> add rsp, 256
4502          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
4503          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
4504          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
4505          *   tailcall2 -> add rsp, 128
4506          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
4507          *
4508          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
4509          * of caller's stack as shown on the example above.
4510          */
4511         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
4512                 verbose(env,
4513                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
4514                         depth);
4515                 return -EACCES;
4516         }
4517         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
4518          * of interpreter stack size
4519          */
4520         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4521         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
4522                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
4523                         frame + 1, depth);
4524                 return -EACCES;
4525         }
4526 continue_func:
4527         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
4528         for (; i < subprog_end; i++) {
4529                 int next_insn;
4530
4531                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
4532                         continue;
4533                 /* remember insn and function to return to */
4534                 ret_insn[frame] = i + 1;
4535                 ret_prog[frame] = idx;
4536
4537                 /* find the callee */
4538                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
4539                 idx = find_subprog(env, next_insn);
4540                 if (idx < 0) {
4541                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4542                                   next_insn);
4543                         return -EFAULT;
4544                 }
4545                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
4546                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
4547                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
4548                                 return -EFAULT;
4549                         }
4550                          /* async callbacks don't increase bpf prog stack size */
4551                         continue;
4552                 }
4553                 i = next_insn;
4554
4555                 if (subprog[idx].has_tail_call)
4556                         tail_call_reachable = true;
4557
4558                 frame++;
4559                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
4560                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
4561                                 frame);
4562                         return -E2BIG;
4563                 }
4564                 goto process_func;
4565         }
4566         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
4567          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
4568          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
4569          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
4570          */
4571         if (tail_call_reachable)
4572                 for (j = 0; j < frame; j++)
4573                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
4574         if (subprog[0].tail_call_reachable)
4575                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
4576
4577         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
4578          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
4579          */
4580         if (frame == 0)
4581                 return 0;
4582         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4583         frame--;
4584         i = ret_insn[frame];
4585         idx = ret_prog[frame];
4586         goto continue_func;
4587 }
4588
4589 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
4590 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4591                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
4592 {
4593         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
4594
4595         subprog = find_subprog(env, start);
4596         if (subprog < 0) {
4597                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4598                           start);
4599                 return -EFAULT;
4600         }
4601         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
4602 }
4603 #endif
4604
4605 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4606                                  const char *buf_info,
4607                                  const struct bpf_reg_state *reg,
4608                                  int regno, int off, int size)
4609 {
4610         if (off < 0) {
4611                 verbose(env,
4612                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
4613                         regno, buf_info, off, size);
4614                 return -EACCES;
4615         }
4616         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4617                 char tn_buf[48];
4618
4619                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4620                 verbose(env,
4621                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
4622                         regno, off, tn_buf);
4623                 return -EACCES;
4624         }
4625
4626         return 0;
4627 }
4628
4629 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4630                                   const struct bpf_reg_state *reg,
4631                                   int regno, int off, int size)
4632 {
4633         int err;
4634
4635         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
4636         if (err)
4637                 return err;
4638
4639         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
4640                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
4641
4642         return 0;
4643 }
4644
4645 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4646                                const struct bpf_reg_state *reg,
4647                                int regno, int off, int size,
4648                                bool zero_size_allowed,
4649                                u32 *max_access)
4650 {
4651         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
4652         int err;
4653
4654         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
4655         if (err)
4656                 return err;
4657
4658         if (off + size > *max_access)
4659                 *max_access = off + size;
4660
4661         return 0;
4662 }
4663
4664 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
4665 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
4666 {
4667         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
4668         __reg_assign_32_into_64(reg);
4669 }
4670
4671 /* truncate register to smaller size (in bytes)
4672  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
4673  */
4674 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
4675 {
4676         u64 mask;
4677
4678         /* clear high bits in bit representation */
4679         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
4680
4681         /* fix arithmetic bounds */
4682         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
4683         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
4684                 reg->umin_value &= mask;
4685                 reg->umax_value &= mask;
4686         } else {
4687                 reg->umin_value = 0;
4688                 reg->umax_value = mask;
4689         }
4690         reg->smin_value = reg->umin_value;
4691         reg->smax_value = reg->umax_value;
4692
4693         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
4694          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
4695          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
4696          */
4697         if (size >= 4)
4698                 return;
4699         __reg_combine_64_into_32(reg);
4700 }
4701
4702 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
4703 {
4704         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
4705          *
4706          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
4707          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
4708          *    and was set at map creation time.
4709          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
4710          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
4711          *    operations from syscall side are possible for the rest of
4712          *    the map's lifetime from that point onwards.
4713          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
4714          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
4715          *    assume that map value(s) are immutable.
4716          */
4717         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4718                READ_ONCE(map->frozen) &&
4719                !bpf_map_write_active(map);
4720 }
4721
4722 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
4723 {
4724         void *ptr;
4725         u64 addr;
4726         int err;
4727
4728         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
4729         if (err)
4730                 return err;
4731         ptr = (void *)(long)addr + off;
4732
4733         switch (size) {
4734         case sizeof(u8):
4735                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
4736                 break;
4737         case sizeof(u16):
4738                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
4739                 break;
4740         case sizeof(u32):
4741                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
4742                 break;
4743         case sizeof(u64):
4744                 *val = *(u64 *)ptr;
4745                 break;
4746         default:
4747                 return -EINVAL;
4748         }
4749         return 0;
4750 }
4751
4752 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
4753                                    struct bpf_reg_state *regs,
4754                                    int regno, int off, int size,
4755                                    enum bpf_access_type atype,
4756                                    int value_regno)
4757 {
4758         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4759         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
4760         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
4761         enum bpf_type_flag flag = 0;
4762         u32 btf_id;
4763         int ret;
4764
4765         if (!env->allow_ptr_leaks) {
4766                 verbose(env,
4767                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4768                         tname);
4769                 return -EPERM;
4770         }
4771         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
4772                 verbose(env,
4773                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
4774                         tname);
4775                 return -EINVAL;
4776         }
4777         if (off < 0) {
4778                 verbose(env,
4779                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
4780                         regno, tname, off);
4781                 return -EACCES;
4782         }
4783         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4784                 char tn_buf[48];
4785
4786                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4787                 verbose(env,
4788                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
4789                         regno, tname, off, tn_buf);
4790                 return -EACCES;
4791         }
4792
4793         if (reg->type & MEM_USER) {
4794                 verbose(env,
4795                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
4796                         regno, tname, off);
4797                 return -EACCES;
4798         }
4799
4800         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
4801                 verbose(env,
4802                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
4803                         regno, tname, off);
4804                 return -EACCES;
4805         }
4806
4807         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type)) {
4808                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
4809                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
4810                         return -EFAULT;
4811                 }
4812                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4813         } else {
4814                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
4815                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
4816                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
4817                  */
4818                 if (atype != BPF_READ && reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
4819                         verbose(env, "only read is supported\n");
4820                         return -EACCES;
4821                 }
4822
4823                 if (type_is_alloc(reg->type) && !reg->ref_obj_id) {
4824                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
4825                         return -EFAULT;
4826                 }
4827
4828                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4829         }
4830
4831         if (ret < 0)
4832                 return ret;
4833
4834         /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
4835          * also inherit the untrusted flag.
4836          */
4837         if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED)
4838                 flag |= PTR_UNTRUSTED;
4839
4840         /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is
4841          * no longer trusted except the rcu case below.
4842          */
4843         flag &= ~PTR_TRUSTED;
4844
4845         if (flag & MEM_RCU) {
4846                 /* Mark value register as MEM_RCU only if it is protected by
4847                  * bpf_rcu_read_lock() and the ptr reg is rcu or trusted. MEM_RCU
4848                  * itself can already indicate trustedness inside the rcu
4849                  * read lock region. Also mark rcu pointer as PTR_MAYBE_NULL since
4850                  * it could be null in some cases.
4851                  */
4852                 if (!env->cur_state->active_rcu_lock ||
4853                     !(is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)))
4854                         flag &= ~MEM_RCU;
4855                 else
4856                         flag |= PTR_MAYBE_NULL;
4857         } else if (reg->type & MEM_RCU) {
4858                 /* ptr (reg) is marked as MEM_RCU, but the struct field is not tagged
4859                  * with __rcu. Mark the flag as PTR_UNTRUSTED conservatively.
4860                  */
4861                 flag |= PTR_UNTRUSTED;
4862         }
4863
4864         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
4865                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
4866
4867         return 0;
4868 }
4869
4870 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
4871                                    struct bpf_reg_state *regs,
4872                                    int regno, int off, int size,
4873                                    enum bpf_access_type atype,
4874                                    int value_regno)
4875 {
4876         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4877         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4878         struct bpf_reg_state map_reg;
4879         enum bpf_type_flag flag = 0;
4880         const struct btf_type *t;
4881         const char *tname;
4882         u32 btf_id;
4883         int ret;
4884
4885         if (!btf_vmlinux) {
4886                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
4887                 return -ENOTSUPP;
4888         }
4889
4890         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
4891                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
4892                         map->map_type);
4893                 return -ENOTSUPP;
4894         }
4895
4896         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
4897         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
4898
4899         if (!env->allow_ptr_leaks) {
4900                 verbose(env,
4901                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4902                         tname);
4903                 return -EPERM;
4904         }
4905
4906         if (off < 0) {
4907                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
4908                         regno, tname, off);
4909                 return -EACCES;
4910         }
4911
4912         if (atype != BPF_READ) {
4913                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
4914                 return -EACCES;
4915         }
4916
4917         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
4918         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
4919         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
4920         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4921         if (ret < 0)
4922                 return ret;
4923
4924         if (value_regno >= 0)
4925                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
4926
4927         return 0;
4928 }
4929
4930 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
4931  * maximum valid offset is -1.
4932  *
4933  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
4934  * -state->allocated_stack for reads.
4935  */
4936 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
4937                                           struct bpf_func_state *state,
4938                                           enum bpf_access_type t)
4939 {
4940         int min_valid_off;
4941
4942         if (t == BPF_WRITE)
4943                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
4944         else
4945                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
4946
4947         if (off < min_valid_off || off > -1)
4948                 return -EACCES;
4949         return 0;
4950 }
4951
4952 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
4953  * bounds.
4954  *
4955  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
4956  */
4957 static int check_stack_access_within_bounds(
4958                 struct bpf_verifier_env *env,
4959                 int regno, int off, int access_size,
4960                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
4961 {
4962         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4963         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4964         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4965         int min_off, max_off;
4966         int err;
4967         char *err_extra;
4968
4969         if (src == ACCESS_HELPER)
4970                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
4971                 err_extra = " indirect access to";
4972         else if (type == BPF_READ)
4973                 err_extra = " read from";
4974         else
4975                 err_extra = " write to";
4976
4977         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4978                 min_off = reg->var_off.value + off;
4979                 if (access_size > 0)
4980                         max_off = min_off + access_size - 1;
4981                 else
4982                         max_off = min_off;
4983         } else {
4984                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
4985                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4986                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
4987                                 err_extra, regno);
4988                         return -EACCES;
4989                 }
4990                 min_off = reg->smin_value + off;
4991                 if (access_size > 0)
4992                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
4993                 else
4994                         max_off = min_off;
4995         }
4996
4997         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
4998         if (!err)
4999                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
5000
5001         if (err) {
5002                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5003                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
5004                                 err_extra, regno, off, access_size);
5005                 } else {
5006                         char tn_buf[48];
5007
5008                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5009                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
5010                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
5011                 }
5012         }
5013         return err;
5014 }
5015
5016 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
5017  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
5018  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
5019  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
5020  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
5021  */
5022 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
5023                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
5024                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
5025 {
5026         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5027         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
5028         struct bpf_func_state *state;
5029         int size, err = 0;
5030
5031         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
5032         if (size < 0)
5033                 return size;
5034
5035         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
5036         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
5037         if (err)
5038                 return err;
5039
5040         /* for access checks, reg->off is just part of off */
5041         off += reg->off;
5042
5043         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
5044                 if (t == BPF_WRITE) {
5045                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
5046                         return -EACCES;
5047                 }
5048
5049                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
5050                                               reg->map_ptr->key_size, false);
5051                 if (err)
5052                         return err;
5053                 if (value_regno >= 0)
5054                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5055         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
5056                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
5057
5058                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5059                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5060                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
5061                         return -EACCES;
5062                 }
5063                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
5064                 if (err)
5065                         return err;
5066                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
5067                 if (err)
5068                         return err;
5069                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
5070                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
5071                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
5072                 if (kptr_field) {
5073                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
5074                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
5075                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5076
5077                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
5078                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
5079                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
5080                             map->ops->map_direct_value_addr) {
5081                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
5082                                 u64 val = 0;
5083
5084                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
5085                                                           &val);
5086                                 if (err)
5087                                         return err;
5088
5089                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
5090                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
5091                         } else {
5092                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5093                         }
5094                 }
5095         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
5096                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
5097
5098                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
5099                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
5100                                 reg_type_str(env, reg->type));
5101                         return -EACCES;
5102                 }
5103
5104                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
5105                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5106                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
5107                         return -EACCES;
5108                 }
5109
5110                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5111                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5112                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
5113                         return -EACCES;
5114                 }
5115
5116                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
5117                                               reg->mem_size, false);
5118                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
5119                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5120         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
5121                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
5122                 struct btf *btf = NULL;
5123                 u32 btf_id = 0;
5124
5125                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5126                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5127                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
5128                         return -EACCES;
5129                 }
5130
5131                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
5132                 if (err < 0)
5133                         return err;
5134
5135                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
5136                                        &btf_id);
5137                 if (err)
5138                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
5139                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
5140                         /* ctx access returns either a scalar, or a
5141                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
5142                          * case, we know the offset is zero.
5143                          */
5144                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
5145                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5146                         } else {
5147                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
5148                                                     value_regno);
5149                                 if (type_may_be_null(reg_type))
5150                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
5151                                 /* A load of ctx field could have different
5152                                  * actual load size with the one encoded in the
5153                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
5154                                  * a sub-register.
5155                                  */
5156                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5157                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5158                                         regs[value_regno].btf = btf;
5159                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
5160                                 }
5161                         }
5162                         regs[value_regno].type = reg_type;
5163                 }
5164
5165         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
5166                 /* Basic bounds checks. */
5167                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
5168                 if (err)
5169                         return err;
5170
5171                 state = func(env, reg);
5172                 err = update_stack_depth(env, state, off);
5173                 if (err)
5174                         return err;
5175
5176                 if (t == BPF_READ)
5177                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
5178                                                value_regno);
5179                 else
5180                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
5181                                                 value_regno, insn_idx);
5182         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
5183                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
5184                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
5185                         return -EACCES;
5186                 }
5187                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5188                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5189                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
5190                                 value_regno);
5191                         return -EACCES;
5192                 }
5193                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
5194                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5195                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5196         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
5197                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5198                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5199                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
5200                                 value_regno);
5201                         return -EACCES;
5202                 }
5203
5204                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
5205                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5206                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5207         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
5208                 if (t == BPF_WRITE) {
5209                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5210                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
5211                         return -EACCES;
5212                 }
5213                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
5214                 if (!err && value_regno >= 0)
5215                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5216         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
5217                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
5218                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5219                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5220         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
5221                    !type_may_be_null(reg->type)) {
5222                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
5223                                               value_regno);
5224         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
5225                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
5226                                               value_regno);
5227         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
5228                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
5229                 u32 *max_access;
5230
5231                 if (rdonly_mem) {
5232                         if (t == BPF_WRITE) {
5233                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5234                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
5235                                 return -EACCES;
5236                         }
5237                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5238                 } else {
5239                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5240                 }
5241
5242                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
5243                                           max_access);
5244
5245                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
5246                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5247         } else {
5248                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
5249                         reg_type_str(env, reg->type));
5250                 return -EACCES;
5251         }
5252
5253         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
5254             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
5255                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
5256                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
5257         }
5258         return err;
5259 }
5260
5261 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
5262 {
5263         int load_reg;
5264         int err;
5265
5266         switch (insn->imm) {
5267         case BPF_ADD:
5268         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
5269         case BPF_AND:
5270         case BPF_AND | BPF_FETCH:
5271         case BPF_OR:
5272         case BPF_OR | BPF_FETCH:
5273         case BPF_XOR:
5274         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
5275         case BPF_XCHG:
5276         case BPF_CMPXCHG:
5277                 break;
5278         default:
5279                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
5280                 return -EINVAL;
5281         }
5282
5283         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
5284                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
5285                 return -EINVAL;
5286         }
5287
5288         /* check src1 operand */
5289         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
5290         if (err)
5291                 return err;
5292
5293         /* check src2 operand */
5294         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
5295         if (err)
5296                 return err;
5297
5298         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
5299                 /* Check comparison of R0 with memory location */
5300                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
5301
5302                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
5303                 if (err)
5304                         return err;
5305
5306                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
5307                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
5308                         return -EACCES;
5309                 }
5310         }
5311
5312         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
5313                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
5314                 return -EACCES;
5315         }
5316
5317         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
5318             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
5319             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
5320             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
5321                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
5322                         insn->dst_reg,
5323                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
5324                 return -EACCES;
5325         }
5326
5327         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
5328                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
5329                         load_reg = BPF_REG_0;
5330                 else
5331                         load_reg = insn->src_reg;
5332
5333                 /* check and record load of old value */
5334                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
5335                 if (err)
5336                         return err;
5337         } else {
5338                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
5339                  * actually load it into a register.
5340                  */
5341                 load_reg = -1;
5342         }
5343
5344         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
5345          * case to simulate the register fill.
5346          */
5347         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5348                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
5349         if (!err && load_reg >= 0)
5350                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5351                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
5352                                        true);
5353         if (err)
5354                 return err;
5355
5356         /* Check whether we can write into the same memory. */
5357         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5358                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
5359         if (err)
5360                 return err;
5361
5362         return 0;
5363 }
5364
5365 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
5366  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
5367  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
5368  *
5369  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
5370  *
5371  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
5372  * read offsets are marked as read.
5373  */
5374 static int check_stack_range_initialized(
5375                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
5376                 int access_size, bool zero_size_allowed,
5377                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
5378 {
5379         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5380         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5381         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
5382         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
5383         enum bpf_access_type bounds_check_type;
5384         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
5385          * read-only.
5386          */
5387         bool clobber = false;
5388
5389         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
5390                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
5391                 return -EACCES;
5392         }
5393
5394         if (type == ACCESS_HELPER) {
5395                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
5396                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
5397                  * checks below.
5398                  */
5399                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
5400                 clobber = true;
5401         } else {
5402                 bounds_check_type = BPF_READ;
5403         }
5404         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
5405                                                type, bounds_check_type);
5406         if (err)
5407                 return err;
5408
5409
5410         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5411                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
5412         } else {
5413                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
5414                  * simplicity since it requires corresponding support in
5415                  * Spectre masking for stack ALU.
5416                  * See also retrieve_ptr_limit().
5417                  */
5418                 if (!env->bypass_spec_v1) {
5419                         char tn_buf[48];
5420
5421                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5422                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
5423                                 regno, err_extra, tn_buf);
5424                         return -EACCES;
5425                 }
5426                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
5427                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
5428                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
5429                  * helper return since specific bounds are unknown what may
5430                  * cause uninitialized stack leaking.
5431                  */
5432                 if (meta && meta->raw_mode)
5433                         meta = NULL;
5434
5435                 min_off = reg->smin_value + off;
5436                 max_off = reg->smax_value + off;
5437         }
5438
5439         if (meta && meta->raw_mode) {
5440                 meta->access_size = access_size;
5441                 meta->regno = regno;
5442                 return 0;
5443         }
5444
5445         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
5446                 u8 *stype;
5447
5448                 slot = -i - 1;
5449                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
5450                 if (state->allocated_stack <= slot)
5451                         goto err;
5452                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
5453                 if (*stype == STACK_MISC)
5454                         goto mark;
5455                 if (*stype == STACK_ZERO) {
5456                         if (clobber) {
5457                                 /* helper can write anything into the stack */
5458                                 *stype = STACK_MISC;
5459                         }
5460                         goto mark;
5461                 }
5462
5463                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5464                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
5465                      env->allow_ptr_leaks)) {
5466                         if (clobber) {
5467                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
5468                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
5469                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
5470                         }
5471                         goto mark;
5472                 }
5473
5474 err:
5475                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5476                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
5477                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
5478                 } else {
5479                         char tn_buf[48];
5480
5481                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5482                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
5483                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
5484                 }
5485                 return -EACCES;
5486 mark:
5487                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
5488                  * the whole slot to be marked as 'read'
5489                  */
5490                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
5491                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
5492                               REG_LIVE_READ64);
5493                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
5494                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
5495                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
5496                  * helper may write to the entire memory range.
5497                  */
5498         }
5499         return update_stack_depth(env, state, min_off);
5500 }
5501
5502 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5503                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
5504                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5505 {
5506         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5507         u32 *max_access;
5508
5509         switch (base_type(reg->type)) {
5510         case PTR_TO_PACKET:
5511         case PTR_TO_PACKET_META:
5512                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
5513                                            zero_size_allowed);
5514         case PTR_TO_MAP_KEY:
5515                 if (meta && meta->raw_mode) {
5516                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5517                                 reg_type_str(env, reg->type));
5518                         return -EACCES;
5519                 }
5520                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
5521                                                reg->map_ptr->key_size, false);
5522         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5523                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
5524                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
5525                                           BPF_READ))
5526                         return -EACCES;
5527                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
5528                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
5529         case PTR_TO_MEM:
5530                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5531                         if (meta && meta->raw_mode) {
5532                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5533                                         reg_type_str(env, reg->type));
5534                                 return -EACCES;
5535                         }
5536                 }
5537                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
5538                                                access_size, reg->mem_size,
5539                                                zero_size_allowed);
5540         case PTR_TO_BUF:
5541                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5542                         if (meta && meta->raw_mode) {
5543                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5544                                         reg_type_str(env, reg->type));
5545                                 return -EACCES;
5546                         }
5547
5548                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5549                 } else {
5550                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5551                 }
5552                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
5553                                            access_size, zero_size_allowed,
5554                                            max_access);
5555         case PTR_TO_STACK:
5556                 return check_stack_range_initialized(
5557                                 env,
5558                                 regno, reg->off, access_size,
5559                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
5560         case PTR_TO_CTX:
5561                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
5562                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
5563                  * can not statically check its size.
5564                  * Dynamically check it now.
5565                  */
5566                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
5567                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
5568                         int offset = access_size - 1;
5569
5570                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
5571                         if (access_size == 0)
5572                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
5573
5574                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
5575                                                 atype, -1, false);
5576                 }
5577
5578                 fallthrough;
5579         default: /* scalar_value or invalid ptr */
5580                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
5581                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
5582                     register_is_null(reg))
5583                         return 0;
5584
5585                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
5586                         reg_type_str(env, reg->type));
5587                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
5588                 return -EACCES;
5589         }
5590 }
5591
5592 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5593                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
5594                               bool zero_size_allowed,
5595                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5596 {
5597         int err;
5598
5599         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
5600          * that enforce this value as an upper bound on return values.
5601          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
5602          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
5603          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
5604          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
5605          * int type and negative retvals are allowed.
5606          */
5607         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
5608
5609         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
5610          * happens using its boundaries.
5611          */
5612         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
5613                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
5614                  * mode so that the program is required to
5615                  * initialize all the memory that the helper could
5616                  * just partially fill up.
5617                  */
5618                 meta = NULL;
5619
5620         if (reg->smin_value < 0) {
5621                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
5622                         regno);
5623                 return -EACCES;
5624         }
5625
5626         if (reg->umin_value == 0) {
5627                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
5628                                               zero_size_allowed,
5629                                               meta);
5630                 if (err)
5631                         return err;
5632         }
5633
5634         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
5635                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
5636                         regno);
5637                 return -EACCES;
5638         }
5639         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
5640                                       reg->umax_value,
5641                                       zero_size_allowed, meta);
5642         if (!err)
5643                 err = mark_chain_precision(env, regno);
5644         return err;
5645 }
5646
5647 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5648                    u32 regno, u32 mem_size)
5649 {
5650         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
5651         struct bpf_reg_state saved_reg;
5652         struct bpf_call_arg_meta meta;
5653         int err;
5654
5655         if (register_is_null(reg))
5656                 return 0;
5657
5658         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5659         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
5660          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
5661          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
5662          */
5663         if (may_be_null) {
5664                 saved_reg = *reg;
5665                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
5666         }
5667
5668         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5669         /* Check access for BPF_WRITE */
5670         meta.raw_mode = true;
5671         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5672
5673         if (may_be_null)
5674                 *reg = saved_reg;
5675
5676         return err;
5677 }
5678
5679 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5680                                     u32 regno)
5681 {
5682         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
5683         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
5684         struct bpf_reg_state saved_reg;
5685         struct bpf_call_arg_meta meta;
5686         int err;
5687
5688         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
5689
5690         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5691
5692         if (may_be_null) {
5693                 saved_reg = *mem_reg;
5694                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
5695         }
5696
5697         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5698         /* Check access for BPF_WRITE */
5699         meta.raw_mode = true;
5700         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5701
5702         if (may_be_null)
5703                 *mem_reg = saved_reg;
5704         return err;
5705 }
5706
5707 /* Implementation details:
5708  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
5709  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
5710  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
5711  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
5712  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
5713  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
5714  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
5715  * about actual address of the map element.
5716  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
5717  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
5718  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
5719  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
5720  * returned from bpf_obj_new.
5721  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
5722  * dead-locks.
5723  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
5724  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
5725  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
5726  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
5727  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
5728  */
5729 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5730                              bool is_lock)
5731 {
5732         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5733         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
5734         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5735         u64 val = reg->var_off.value;
5736         struct bpf_map *map = NULL;
5737         struct btf *btf = NULL;
5738         struct btf_record *rec;
5739
5740         if (!is_const) {
5741                 verbose(env,
5742                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
5743                         regno);
5744                 return -EINVAL;
5745         }
5746         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
5747                 map = reg->map_ptr;
5748                 if (!map->btf) {
5749                         verbose(env,
5750                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
5751                                 map->name);
5752                         return -EINVAL;
5753                 }
5754         } else {
5755                 btf = reg->btf;
5756         }
5757
5758         rec = reg_btf_record(reg);
5759         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
5760                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
5761                         map ? map->name : "kptr");
5762                 return -EINVAL;
5763         }
5764         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
5765                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
5766                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
5767                 return -EINVAL;
5768         }
5769         if (is_lock) {
5770                 if (cur->active_lock.ptr) {
5771                         verbose(env,
5772                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
5773                         return -EINVAL;
5774                 }
5775                 if (map)
5776                         cur->active_lock.ptr = map;
5777                 else
5778                         cur->active_lock.ptr = btf;
5779                 cur->active_lock.id = reg->id;
5780         } else {
5781                 struct bpf_func_state *fstate = cur_func(env);
5782                 void *ptr;
5783                 int i;
5784
5785                 if (map)
5786                         ptr = map;
5787                 else
5788                         ptr = btf;
5789
5790                 if (!cur->active_lock.ptr) {
5791                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
5792                         return -EINVAL;
5793                 }
5794                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
5795                     cur->active_lock.id != reg->id) {
5796                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
5797                         return -EINVAL;
5798                 }
5799                 cur->active_lock.ptr = NULL;
5800                 cur->active_lock.id = 0;
5801
5802                 for (i = fstate->acquired_refs - 1; i >= 0; i--) {
5803                         int err;
5804
5805                         /* Complain on error because this reference state cannot
5806                          * be freed before this point, as bpf_spin_lock critical
5807                          * section does not allow functions that release the
5808                          * allocated object immediately.
5809                          */
5810                         if (!fstate->refs[i].release_on_unlock)
5811                                 continue;
5812                         err = release_reference(env, fstate->refs[i].id);
5813                         if (err) {
5814                                 verbose(env, "failed to release release_on_unlock reference");
5815                                 return err;
5816                         }
5817                 }
5818         }
5819         return 0;
5820 }
5821
5822 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5823                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5824 {
5825         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5826         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5827         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5828         u64 val = reg->var_off.value;
5829
5830         if (!is_const) {
5831                 verbose(env,
5832                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
5833                         regno);
5834                 return -EINVAL;
5835         }
5836         if (!map->btf) {
5837                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
5838                         map->name);
5839                 return -EINVAL;
5840         }
5841         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
5842                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
5843                 return -EINVAL;
5844         }
5845         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
5846                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
5847                         val + reg->off, map->record->timer_off);
5848                 return -EINVAL;
5849         }
5850         if (meta->map_ptr) {
5851                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
5852                 return -EFAULT;
5853         }
5854         meta->map_uid = reg->map_uid;
5855         meta->map_ptr = map;
5856         return 0;
5857 }
5858
5859 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5860                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
5861 {
5862         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5863         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
5864         struct btf_field *kptr_field;
5865         u32 kptr_off;
5866
5867         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5868                 verbose(env,
5869                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
5870                         regno);
5871                 return -EINVAL;
5872         }
5873         if (!map_ptr->btf) {
5874                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
5875                         map_ptr->name);
5876                 return -EINVAL;
5877         }
5878         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
5879                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
5880                 return -EINVAL;
5881         }
5882
5883         meta->map_ptr = map_ptr;
5884         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
5885         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
5886         if (!kptr_field) {
5887                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
5888                 return -EACCES;
5889         }
5890         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
5891                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
5892                 return -EACCES;
5893         }
5894         meta->kptr_field = kptr_field;
5895         return 0;
5896 }
5897
5898 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
5899  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
5900  *
5901  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
5902  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
5903  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
5904  *
5905  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
5906  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
5907  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
5908  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
5909  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
5910  * memory that dynptr points to.
5911  *
5912  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
5913  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
5914  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
5915  *
5916  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
5917  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
5918  * points to.
5919  *
5920  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
5921  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
5922  */
5923 int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5924                         enum bpf_arg_type arg_type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
5925 {
5926         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5927
5928         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
5929          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
5930          */
5931         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
5932                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
5933                 return -EFAULT;
5934         }
5935         /* CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
5936          * check_func_arg_reg_off's logic. We only need to check offset
5937          * alignment for PTR_TO_STACK.
5938          */
5939         if (reg->type == PTR_TO_STACK && (reg->off % BPF_REG_SIZE)) {
5940                 verbose(env, "cannot pass in dynptr at an offset=%d\n", reg->off);
5941                 return -EINVAL;
5942         }
5943         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
5944          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
5945          *
5946          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
5947          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
5948          *               contain an existing bpf_dynptr.
5949          *
5950          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
5951          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
5952          *               may be mutated.
5953          *
5954          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
5955          *               destroyed, including mutation of the memory it points
5956          *               to.
5957          */
5958         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
5959                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
5960                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
5961                         return -EINVAL;
5962                 }
5963
5964                 /* We only support one dynptr being uninitialized at the moment,
5965                  * which is sufficient for the helper functions we have right now.
5966                  */
5967                 if (meta->uninit_dynptr_regno) {
5968                         verbose(env, "verifier internal error: multiple uninitialized dynptr args\n");
5969                         return -EFAULT;
5970                 }
5971
5972                 meta->uninit_dynptr_regno = regno;
5973         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
5974                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
5975                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
5976                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
5977                         return -EINVAL;
5978                 }
5979
5980                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
5981                         verbose(env,
5982                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
5983                                 regno);
5984                         return -EINVAL;
5985                 }
5986
5987                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
5988                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
5989                         const char *err_extra = "";
5990
5991                         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
5992                         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
5993                                 err_extra = "local";
5994                                 break;
5995                         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
5996                                 err_extra = "ringbuf";
5997                                 break;
5998                         default:
5999                                 err_extra = "<unknown>";
6000                                 break;
6001                         }
6002                         verbose(env,
6003                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
6004                                 err_extra, regno);
6005                         return -EINVAL;
6006                 }
6007         }
6008         return 0;
6009 }
6010
6011 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
6012 {
6013         return type == ARG_CONST_SIZE ||
6014                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
6015 }
6016
6017 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
6018 {
6019         return type & OBJ_RELEASE;
6020 }
6021
6022 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
6023 {
6024         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
6025 }
6026
6027 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
6028 {
6029         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
6030                 return sizeof(u32);
6031         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
6032                 return sizeof(u64);
6033
6034         return -EINVAL;
6035 }
6036
6037 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
6038                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
6039                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
6040 {
6041         if (!meta->map_ptr) {
6042                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
6043                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
6044                 return -EACCES;
6045         }
6046
6047         switch (meta->map_ptr->map_type) {
6048         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6049         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
6050                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
6051                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
6052                 } else {
6053                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
6054                         return -EINVAL;
6055                 }
6056                 break;
6057         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6058                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
6059                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
6060                 break;
6061         default:
6062                 break;
6063         }
6064         return 0;
6065 }
6066
6067 struct bpf_reg_types {
6068         const enum bpf_reg_type types[10];
6069         u32 *btf_id;
6070 };
6071
6072 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
6073         .types = {
6074                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
6075                 PTR_TO_SOCKET,
6076                 PTR_TO_TCP_SOCK,
6077                 PTR_TO_XDP_SOCK,
6078         },
6079 };
6080
6081 #ifdef CONFIG_NET
6082 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
6083         .types = {
6084                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
6085                 PTR_TO_SOCKET,
6086                 PTR_TO_TCP_SOCK,
6087                 PTR_TO_XDP_SOCK,
6088                 PTR_TO_BTF_ID,
6089                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
6090         },
6091         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
6092 };
6093 #endif
6094
6095 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
6096         .types = {
6097                 PTR_TO_STACK,
6098                 PTR_TO_PACKET,
6099                 PTR_TO_PACKET_META,
6100                 PTR_TO_MAP_KEY,
6101                 PTR_TO_MAP_VALUE,
6102                 PTR_TO_MEM,
6103                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
6104                 PTR_TO_BUF,
6105         },
6106 };
6107
6108 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
6109         .types = {
6110                 PTR_TO_STACK,
6111                 PTR_TO_PACKET,
6112                 PTR_TO_PACKET_META,
6113                 PTR_TO_MAP_KEY,
6114                 PTR_TO_MAP_VALUE,
6115         },
6116 };
6117
6118 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
6119         .types = {
6120                 PTR_TO_MAP_VALUE,
6121                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
6122         }
6123 };
6124
6125 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
6126 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
6127 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
6128 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
6129 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
6130 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
6131         .types = {
6132                 PTR_TO_BTF_ID,
6133                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
6134                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
6135         },
6136 };
6137 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
6138         .types = {
6139                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
6140                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
6141         }
6142 };
6143 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
6144 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
6145 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
6146 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
6147 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
6148 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
6149         .types = {
6150                 PTR_TO_STACK,
6151                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
6152         }
6153 };
6154
6155 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
6156         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
6157         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
6158         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
6159         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
6160         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
6161         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
6162         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
6163         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
6164 #ifdef CONFIG_NET
6165         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
6166 #endif
6167         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
6168         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
6169         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
6170         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
6171         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
6172         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
6173         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
6174         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
6175         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
6176         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
6177         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
6178         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
6179         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
6180         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
6181 };
6182
6183 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
6184                           enum bpf_arg_type arg_type,
6185                           const u32 *arg_btf_id,
6186                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
6187 {
6188         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6189         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
6190         const struct bpf_reg_types *compatible;
6191         int i, j;
6192
6193         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
6194         if (!compatible) {
6195                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
6196                 return -EFAULT;
6197         }
6198
6199         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
6200          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
6201          *
6202          * Same for MAYBE_NULL:
6203          *
6204          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
6205          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
6206          *
6207          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
6208          */
6209         if (arg_type & MEM_RDONLY)
6210                 type &= ~MEM_RDONLY;
6211         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
6212                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
6213
6214         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
6215                 expected = compatible->types[i];
6216                 if (expected == NOT_INIT)
6217                         break;
6218
6219                 if (type == expected)
6220                         goto found;
6221         }
6222
6223         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
6224         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
6225                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
6226         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
6227         return -EACCES;
6228
6229 found:
6230         if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID || reg->type & PTR_TRUSTED) {
6231                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
6232                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
6233                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
6234                  */
6235                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
6236                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
6237
6238                 if (!arg_btf_id) {
6239                         if (!compatible->btf_id) {
6240                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
6241                                 return -EFAULT;
6242                         }
6243                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
6244                 }
6245
6246                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
6247                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
6248                                 return -EACCES;
6249                 } else {
6250                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
6251                                 verbose(env, "verifier internal error:");
6252                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
6253                                         regno);
6254                                 return -EACCES;
6255                         }
6256
6257                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
6258                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
6259                                                   strict_type_match)) {
6260                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
6261                                         regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
6262                                         kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
6263                                 return -EACCES;
6264                         }
6265                 }
6266         } else if (type_is_alloc(reg->type)) {
6267                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock) {
6268                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
6269                         return -EFAULT;
6270                 }
6271         }
6272
6273         return 0;
6274 }
6275
6276 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
6277                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
6278                            enum bpf_arg_type arg_type)
6279 {
6280         u32 type = reg->type;
6281
6282         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
6283          * offset must be 0.
6284          *
6285          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
6286          * meta->release_regno.
6287          */
6288         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
6289                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
6290                  * may not directly point to the object being released, but to
6291                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
6292                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
6293                  * default handling.
6294                  */
6295                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
6296                         return 0;
6297                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
6298                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
6299                  * to give the user a better error message.
6300                  */
6301                 if (reg->off) {
6302                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
6303                                 regno);
6304                         return -EINVAL;
6305                 }
6306                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
6307         }
6308
6309         switch (type) {
6310         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
6311         case PTR_TO_STACK:
6312         case PTR_TO_PACKET:
6313         case PTR_TO_PACKET_META:
6314         case PTR_TO_MAP_KEY:
6315         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6316         case PTR_TO_MEM:
6317         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
6318         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
6319         case PTR_TO_BUF:
6320         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
6321         case SCALAR_VALUE:
6322                 return 0;
6323         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
6324          * fixed offset.
6325          */
6326         case PTR_TO_BTF_ID:
6327         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
6328         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
6329         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
6330         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_TRUSTED:
6331                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
6332                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
6333                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
6334                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
6335                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
6336                  * still need to do checks instead of returning.
6337                  */
6338                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
6339         default:
6340                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
6341         }
6342 }
6343
6344 static u32 dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
6345 {
6346         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6347         int spi;
6348
6349         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
6350                 return reg->ref_obj_id;
6351
6352         spi = get_spi(reg->off);
6353         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
6354 }
6355
6356 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
6357                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
6358                           const struct bpf_func_proto *fn)
6359 {
6360         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
6361         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6362         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
6363         enum bpf_reg_type type = reg->type;
6364         u32 *arg_btf_id = NULL;
6365         int err = 0;
6366
6367         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
6368                 return 0;
6369
6370         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
6371         if (err)
6372                 return err;
6373
6374         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
6375                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
6376                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
6377                                 regno);
6378                         return -EACCES;
6379                 }
6380                 return 0;
6381         }
6382
6383         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
6384             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
6385                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
6386                 return -EACCES;
6387         }
6388
6389         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
6390                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
6391                 if (err)
6392                         return err;
6393         }
6394
6395         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
6396                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
6397                  * type checking.
6398                  */
6399                 goto skip_type_check;
6400
6401         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
6402         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
6403             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
6404                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
6405
6406         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
6407         if (err)
6408                 return err;
6409
6410         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
6411         if (err)
6412                 return err;
6413
6414 skip_type_check:
6415         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
6416                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
6417                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6418                         int spi;
6419
6420                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
6421                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
6422                          * should only be done before process_dynptr_func for
6423                          * PTR_TO_STACK.
6424                          */
6425                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6426                                 spi = get_spi(reg->off);
6427                                 if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
6428                                     !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
6429                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
6430                                         return -EINVAL;
6431                                 }
6432                         } else {
6433                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
6434                                 return -EINVAL;
6435                         }
6436                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
6437                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
6438                                 regno);
6439                         return -EINVAL;
6440                 }
6441                 if (meta->release_regno) {
6442                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
6443                         return -EFAULT;
6444                 }
6445                 meta->release_regno = regno;
6446         }
6447
6448         if (reg->ref_obj_id) {
6449                 if (meta->ref_obj_id) {
6450                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
6451                                 regno, reg->ref_obj_id,
6452                                 meta->ref_obj_id);
6453                         return -EFAULT;
6454                 }
6455                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
6456         }
6457
6458         switch (base_type(arg_type)) {
6459         case ARG_CONST_MAP_PTR:
6460                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
6461                 if (meta->map_ptr) {
6462                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
6463                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
6464                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
6465                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
6466                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
6467                          *     if (timer)
6468                          *         // mismatch would have been allowed
6469                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
6470                          * }
6471                          *
6472                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
6473                          */
6474                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
6475                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
6476                                 verbose(env,
6477                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
6478                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
6479                                 return -EINVAL;
6480                         }
6481                 }
6482                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
6483                 meta->map_uid = reg->map_uid;
6484                 break;
6485         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
6486                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
6487                  * check that [key, key + map->key_size) are within
6488                  * stack limits and initialized
6489                  */
6490                 if (!meta->map_ptr) {
6491                         /* in function declaration map_ptr must come before
6492                          * map_key, so that it's verified and known before
6493                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
6494                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
6495                          */
6496                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
6497                         return -EACCES;
6498                 }
6499                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6500                                               meta->map_ptr->key_size, false,
6501                                               NULL);
6502                 break;
6503         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
6504                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
6505                         return 0;
6506
6507                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
6508                  * check [value, value + map->value_size) validity
6509                  */
6510                 if (!meta->map_ptr) {
6511                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
6512                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
6513                         return -EACCES;
6514                 }
6515                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6516                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6517                                               meta->map_ptr->value_size, false,
6518                                               meta);
6519                 break;
6520         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
6521                 if (!reg->btf_id) {
6522                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
6523                         return -EACCES;
6524                 }
6525                 meta->ret_btf = reg->btf;
6526                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
6527                 break;
6528         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
6529                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
6530                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
6531                         if (err)
6532                                 return err;
6533                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
6534                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
6535                         if (err)
6536                                 return err;
6537                 } else {
6538                         verbose(env, "verifier internal error\n");
6539                         return -EFAULT;
6540                 }
6541                 break;
6542         case ARG_PTR_TO_TIMER:
6543                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
6544                 if (err)
6545                         return err;
6546                 break;
6547         case ARG_PTR_TO_FUNC:
6548                 meta->subprogno = reg->subprogno;
6549                 break;
6550         case ARG_PTR_TO_MEM:
6551                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
6552                  * next is_mem_size argument below.
6553                  */
6554                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6555                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
6556                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
6557                                                       fn->arg_size[arg], false,
6558                                                       meta);
6559                 }
6560                 break;
6561         case ARG_CONST_SIZE:
6562                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
6563                 break;
6564         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
6565                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
6566                 break;
6567         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
6568                 err = process_dynptr_func(env, regno, arg_type, meta);
6569                 if (err)
6570                         return err;
6571                 break;
6572         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
6573                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6574                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
6575                                 regno);
6576                         return -EACCES;
6577                 }
6578                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
6579                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6580                 if (err)
6581                         return err;
6582                 break;
6583         case ARG_PTR_TO_INT:
6584         case ARG_PTR_TO_LONG:
6585         {
6586                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
6587
6588                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
6589                 if (err)
6590                         return err;
6591                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
6592                 break;
6593         }
6594         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
6595         {
6596                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6597                 int map_off;
6598                 u64 map_addr;
6599                 char *str_ptr;
6600
6601                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
6602                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
6603                         return -EACCES;
6604                 }
6605
6606                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6607                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
6608                         return -EACCES;
6609                 }
6610
6611                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
6612                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
6613                         return -EACCES;
6614                 }
6615
6616                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
6617                                        map->value_size - reg->off, false,
6618                                        ACCESS_HELPER);
6619                 if (err)
6620                         return err;
6621
6622                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
6623                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
6624                 if (err) {
6625                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
6626                         return err;
6627                 }
6628
6629                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
6630                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
6631                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
6632                         return -EINVAL;
6633                 }
6634                 break;
6635         }
6636         case ARG_PTR_TO_KPTR:
6637                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
6638                 if (err)
6639                         return err;
6640                 break;
6641         }
6642
6643         return err;
6644 }
6645
6646 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
6647 {
6648         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
6649         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
6650
6651         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
6652                 return false;
6653
6654         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
6655          * contexts, so updating is safe.
6656          */
6657         switch (type) {
6658         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
6659                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
6660                         return true;
6661                 break;
6662         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6663         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6664         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6665         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
6666         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
6667         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
6668         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
6669                 return true;
6670         default:
6671                 break;
6672         }
6673
6674         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
6675         return false;
6676 }
6677
6678 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
6679 {
6680         return env->prog->jit_requested &&
6681                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
6682 }
6683
6684 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
6685                                         struct bpf_map *map, int func_id)
6686 {
6687         if (!map)
6688                 return 0;
6689
6690         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
6691         switch (map->map_type) {
6692         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
6693                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
6694                         goto error;
6695                 break;
6696         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
6697                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
6698                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
6699                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
6700                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
6701                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
6702                         goto error;
6703                 break;
6704         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
6705                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
6706                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
6707                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
6708                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
6709                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
6710                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
6711                         goto error;
6712                 break;
6713         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
6714                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
6715                         goto error;
6716                 break;
6717         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
6718                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
6719                         goto error;
6720                 break;
6721         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
6722                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
6723                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
6724                         goto error;
6725                 break;
6726         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
6727         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
6728                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
6729                         goto error;
6730                 break;
6731         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
6732         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
6733                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6734                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6735                         goto error;
6736                 break;
6737         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
6738          * appear.
6739          */
6740         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
6741                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
6742                         goto error;
6743                 break;
6744         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
6745                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6746                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6747                         goto error;
6748                 break;
6749         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
6750         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
6751                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6752                         goto error;
6753                 break;
6754         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6755                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
6756                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
6757                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6758                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
6759                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6760                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6761                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6762                         goto error;
6763                 break;
6764         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
6765                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
6766                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
6767                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6768                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
6769                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6770                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6771                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6772                         goto error;
6773                 break;
6774         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
6775                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
6776                         goto error;
6777                 break;
6778         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
6779         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
6780                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6781                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6782                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6783                         goto error;
6784                 break;
6785         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
6786                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
6787                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
6788                         goto error;
6789                 break;
6790         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
6791                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
6792                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
6793                         goto error;
6794                 break;
6795         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
6796                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
6797                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
6798                         goto error;
6799                 break;
6800         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
6801                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
6802                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete)
6803                         goto error;
6804                 break;
6805         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6806                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6807                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6808                         goto error;
6809                 break;
6810         default:
6811                 break;
6812         }
6813
6814         /* ... and second from the function itself. */
6815         switch (func_id) {
6816         case BPF_FUNC_tail_call:
6817                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
6818                         goto error;
6819                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
6820                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
6821                         return -EINVAL;
6822                 }
6823                 break;
6824         case BPF_FUNC_perf_event_read:
6825         case BPF_FUNC_perf_event_output:
6826         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
6827         case BPF_FUNC_skb_output:
6828         case BPF_FUNC_xdp_output:
6829                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
6830                         goto error;
6831                 break;
6832         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
6833         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
6834         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
6835         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
6836         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
6837         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
6838                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
6839                         goto error;
6840                 break;
6841         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
6842                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
6843                         goto error;
6844                 break;
6845         case BPF_FUNC_get_stackid:
6846                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
6847                         goto error;
6848                 break;
6849         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
6850         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
6851                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
6852                         goto error;
6853                 break;
6854         case BPF_FUNC_redirect_map:
6855                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
6856                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
6857                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
6858                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
6859                         goto error;
6860                 break;
6861         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
6862         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
6863         case BPF_FUNC_sock_map_update:
6864                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
6865                         goto error;
6866                 break;
6867         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
6868         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
6869         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
6870                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6871                         goto error;
6872                 break;
6873         case BPF_FUNC_get_local_storage:
6874                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
6875                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
6876                         goto error;
6877                 break;
6878         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
6879                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
6880                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
6881                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6882                         goto error;
6883                 break;
6884         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
6885                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6886                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
6887                         goto error;
6888                 break;
6889         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
6890         case BPF_FUNC_map_push_elem:
6891                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6892                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
6893                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
6894                         goto error;
6895                 break;
6896         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
6897                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
6898                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
6899                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
6900                         goto error;
6901                 break;
6902         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
6903         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
6904                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
6905                         goto error;
6906                 break;
6907         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
6908         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
6909                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
6910                         goto error;
6911                 break;
6912         case BPF_FUNC_task_storage_get:
6913         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
6914                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
6915                         goto error;
6916                 break;
6917         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
6918         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
6919                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
6920                         goto error;
6921                 break;
6922         default:
6923                 break;
6924         }
6925
6926         return 0;
6927 error:
6928         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
6929                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
6930         return -EINVAL;
6931 }
6932
6933 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6934 {
6935         int count = 0;
6936
6937         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6938                 count++;
6939         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6940                 count++;
6941         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6942                 count++;
6943         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6944                 count++;
6945         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6946                 count++;
6947
6948         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
6949          * which is sufficient for the helper functions we have
6950          * right now.
6951          */
6952         return count <= 1;
6953 }
6954
6955 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
6956 {
6957         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
6958         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
6959         bool is_next_size = false;
6960
6961         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
6962                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
6963
6964         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
6965                 return is_next_size;
6966
6967         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
6968 }
6969
6970 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6971 {
6972         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
6973          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
6974          * to be paired, so make sure there's no buggy
6975          * helper function specification.
6976          */
6977         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
6978             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
6979             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
6980             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
6981             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
6982             check_args_pair_invalid(fn, 4))
6983                 return false;
6984
6985         return true;
6986 }
6987
6988 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6989 {
6990         int i;
6991
6992         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
6993                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
6994                         return !!fn->arg_btf_id[i];
6995                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
6996                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
6997                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
6998                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
6999                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
7000                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
7001                         return false;
7002         }
7003
7004         return true;
7005 }
7006
7007 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
7008 {
7009         return check_raw_mode_ok(fn) &&
7010                check_arg_pair_ok(fn) &&
7011                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
7012 }
7013
7014 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
7015  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
7016  */
7017 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
7018 {
7019         struct bpf_func_state *state;
7020         struct bpf_reg_state *reg;
7021
7022         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
7023                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
7024                         __mark_reg_unknown(env, reg);
7025         }));
7026 }
7027
7028 enum {
7029         AT_PKT_END = -1,
7030         BEYOND_PKT_END = -2,
7031 };
7032
7033 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
7034 {
7035         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
7036         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
7037
7038         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
7039                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
7040                 return;
7041
7042         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
7043          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
7044          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
7045          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
7046          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
7047          */
7048         if (range_open)
7049                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
7050         else
7051                 reg->range = AT_PKT_END;
7052 }
7053
7054 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
7055  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
7056  */
7057 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
7058                              int ref_obj_id)
7059 {
7060         struct bpf_func_state *state;
7061         struct bpf_reg_state *reg;
7062         int err;
7063
7064         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
7065         if (err)
7066                 return err;
7067
7068         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
7069                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
7070                         if (!env->allow_ptr_leaks)
7071                                 __mark_reg_not_init(env, reg);
7072                         else
7073                                 __mark_reg_unknown(env, reg);
7074                 }
7075         }));
7076
7077         return 0;
7078 }
7079
7080 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
7081                                     struct bpf_reg_state *regs)
7082 {
7083         int i;
7084
7085         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
7086         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7087                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7088                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7089         }
7090 }
7091
7092 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
7093                                    struct bpf_func_state *caller,
7094                                    struct bpf_func_state *callee,
7095                                    int insn_idx);
7096
7097 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
7098                             struct bpf_func_state *caller,
7099                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
7100
7101 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7102                              int *insn_idx, int subprog,
7103                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
7104 {
7105         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
7106         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
7107         struct bpf_func_state *caller, *callee;
7108         int err;
7109         bool is_global = false;
7110
7111         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
7112                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
7113                         state->curframe + 2);
7114                 return -E2BIG;
7115         }
7116
7117         caller = state->frame[state->curframe];
7118         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
7119                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
7120                         state->curframe + 1);
7121                 return -EFAULT;
7122         }
7123
7124         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
7125         if (func_info_aux)
7126                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
7127         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
7128         if (err == -EFAULT)
7129                 return err;
7130         if (is_global) {
7131                 if (err) {
7132                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
7133                                 subprog);
7134                         return err;
7135                 } else {
7136                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
7137                                 verbose(env,
7138                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
7139                                         subprog);
7140                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
7141
7142                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
7143                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
7144                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7145
7146                         /* continue with next insn after call */
7147                         return 0;
7148                 }
7149         }
7150
7151         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
7152          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
7153          * callbacks
7154          */
7155         if (set_callee_state_cb != set_callee_state && !is_callback_calling_function(insn->imm)) {
7156                 verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d is not marked as callback-calling\n",
7157                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
7158                 return -EFAULT;
7159         }
7160
7161         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
7162             insn->src_reg == 0 &&
7163             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
7164                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
7165
7166                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
7167                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
7168                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
7169                                          *insn_idx, subprog);
7170                 if (!async_cb)
7171                         return -EFAULT;
7172                 callee = async_cb->frame[0];
7173                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
7174
7175                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
7176                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
7177                 if (err)
7178                         return err;
7179
7180                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
7181                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
7182                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7183                 /* continue with next insn after call */
7184                 return 0;
7185         }
7186
7187         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
7188         if (!callee)
7189                 return -ENOMEM;
7190         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
7191
7192         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
7193          * into its own stack before reading from it.
7194          * callee can read/write into caller's stack
7195          */
7196         init_func_state(env, callee,
7197                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
7198                         *insn_idx /* callsite */,
7199                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
7200                         subprog /* subprog number within this prog */);
7201
7202         /* Transfer references to the callee */
7203         err = copy_reference_state(callee, caller);
7204         if (err)
7205                 goto err_out;
7206
7207         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
7208         if (err)
7209                 goto err_out;
7210
7211         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
7212
7213         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
7214         state->curframe++;
7215
7216         /* and go analyze first insn of the callee */
7217         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
7218
7219         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7220                 verbose(env, "caller:\n");
7221                 print_verifier_state(env, caller, true);
7222                 verbose(env, "callee:\n");
7223                 print_verifier_state(env, callee, true);
7224         }
7225         return 0;
7226
7227 err_out:
7228         free_func_state(callee);
7229         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
7230         return err;
7231 }
7232
7233 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
7234                                    struct bpf_func_state *caller,
7235                                    struct bpf_func_state *callee)
7236 {
7237         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
7238          *      void *callback_ctx, u64 flags);
7239          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
7240          *      void *callback_ctx);
7241          */
7242         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
7243
7244         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
7245         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
7246         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
7247
7248         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7249         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
7250         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
7251
7252         /* pointer to stack or null */
7253         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
7254
7255         /* unused */
7256         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7257         return 0;
7258 }
7259
7260 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
7261                             struct bpf_func_state *caller,
7262                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
7263 {
7264         int i;
7265
7266         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
7267          * pointers, which connects us up to the liveness chain
7268          */
7269         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
7270                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
7271         return 0;
7272 }
7273
7274 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7275                            int *insn_idx)
7276 {
7277         int subprog, target_insn;
7278
7279         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
7280         subprog = find_subprog(env, target_insn);
7281         if (subprog < 0) {
7282                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
7283                         target_insn);
7284                 return -EFAULT;
7285         }
7286
7287         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
7288 }
7289
7290 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7291                                        struct bpf_func_state *caller,
7292                                        struct bpf_func_state *callee,
7293                                        int insn_idx)
7294 {
7295         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7296         struct bpf_map *map;
7297         int err;
7298
7299         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
7300                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
7301                 return -EINVAL;
7302         }
7303
7304         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
7305         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
7306             !map->ops->map_for_each_callback) {
7307                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
7308                 return -ENOTSUPP;
7309         }
7310
7311         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
7312         if (err)
7313                 return err;
7314
7315         callee->in_callback_fn = true;
7316         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7317         return 0;
7318 }
7319
7320 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7321                                    struct bpf_func_state *caller,
7322                                    struct bpf_func_state *callee,
7323                                    int insn_idx)
7324 {
7325         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
7326          *          u64 flags);
7327          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
7328          */
7329         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
7330         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
7331
7332         /* unused */
7333         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
7334         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7335         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7336
7337         callee->in_callback_fn = true;
7338         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7339         return 0;
7340 }
7341
7342 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7343                                     struct bpf_func_state *caller,
7344                                     struct bpf_func_state *callee,
7345                                     int insn_idx)
7346 {
7347         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
7348
7349         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
7350          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
7351          */
7352         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
7353         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
7354         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
7355
7356         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
7357         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
7358         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
7359
7360         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7361         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
7362         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
7363
7364         /* unused */
7365         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7366         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7367         callee->in_async_callback_fn = true;
7368         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7369         return 0;
7370 }
7371
7372 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7373                                        struct bpf_func_state *caller,
7374                                        struct bpf_func_state *callee,
7375                                        int insn_idx)
7376 {
7377         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
7378          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
7379          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
7380          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
7381          */
7382         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
7383
7384         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
7385         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
7386         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
7387         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
7388
7389         /* pointer to stack or null */
7390         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
7391
7392         /* unused */
7393         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7394         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7395         callee->in_callback_fn = true;
7396         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7397         return 0;
7398 }
7399
7400 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7401                                            struct bpf_func_state *caller,
7402                                            struct bpf_func_state *callee,
7403                                            int insn_idx)
7404 {
7405         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
7406          *                        callback_ctx, u64 flags);
7407          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
7408          */
7409         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
7410         mark_dynptr_cb_reg(&callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
7411         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
7412
7413         /* unused */
7414         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
7415         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7416         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7417
7418         callee->in_callback_fn = true;
7419         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7420         return 0;
7421 }
7422
7423 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
7424 {
7425         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
7426         struct bpf_func_state *caller, *callee;
7427         struct bpf_reg_state *r0;
7428         int err;
7429
7430         callee = state->frame[state->curframe];
7431         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
7432         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
7433                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
7434                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
7435                  * since these pointers are valid. Only current stack
7436                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
7437                  * but let's be conservative
7438                  */
7439                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
7440                 return -EINVAL;
7441         }
7442
7443         caller = state->frame[state->curframe - 1];
7444         if (callee->in_callback_fn) {
7445                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
7446                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
7447
7448                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
7449                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
7450                         return -EACCES;
7451                 }
7452                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
7453                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
7454                         return -EINVAL;
7455                 }
7456         } else {
7457                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
7458                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
7459         }
7460
7461         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
7462          * reference state at this point, or check_reference_leak would
7463          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
7464          * to copy it back.
7465          */
7466         if (!callee->in_callback_fn) {
7467                 /* Transfer references to the caller */
7468                 err = copy_reference_state(caller, callee);
7469                 if (err)
7470                         return err;
7471         }
7472
7473         *insn_idx = callee->callsite + 1;
7474         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7475                 verbose(env, "returning from callee:\n");
7476                 print_verifier_state(env, callee, true);
7477                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
7478                 print_verifier_state(env, caller, true);
7479         }
7480         /* clear everything in the callee */
7481         free_func_state(callee);
7482         state->frame[state->curframe--] = NULL;
7483         return 0;
7484 }
7485
7486 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
7487                                    int func_id,
7488                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7489 {
7490         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
7491
7492         if (ret_type != RET_INTEGER ||
7493             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
7494              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
7495              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
7496              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
7497              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
7498                 return;
7499
7500         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
7501         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
7502         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
7503         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
7504         reg_bounds_sync(ret_reg);
7505 }
7506
7507 static int
7508 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7509                 int func_id, int insn_idx)
7510 {
7511         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7512         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7513
7514         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
7515             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
7516             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
7517             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
7518             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
7519             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
7520             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
7521             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
7522             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
7523             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
7524                 return 0;
7525
7526         if (map == NULL) {
7527                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7528                 return -EINVAL;
7529         }
7530
7531         /* In case of read-only, some additional restrictions
7532          * need to be applied in order to prevent altering the
7533          * state of the map from program side.
7534          */
7535         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
7536             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
7537              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
7538              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
7539              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
7540                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
7541                 return -EACCES;
7542         }
7543
7544         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
7545                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
7546                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7547         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
7548                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
7549                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7550         return 0;
7551 }
7552
7553 static int
7554 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7555                 int func_id, int insn_idx)
7556 {
7557         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7558         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
7559         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7560         u64 val, max;
7561         int err;
7562
7563         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
7564                 return 0;
7565         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
7566                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7567                 return -EINVAL;
7568         }
7569
7570         reg = &regs[BPF_REG_3];
7571         val = reg->var_off.value;
7572         max = map->max_entries;
7573
7574         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
7575                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7576                 return 0;
7577         }
7578
7579         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
7580         if (err)
7581                 return err;
7582         if (bpf_map_key_unseen(aux))
7583                 bpf_map_key_store(aux, val);
7584         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
7585                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
7586                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7587         return 0;
7588 }
7589
7590 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
7591 {
7592         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
7593         bool refs_lingering = false;
7594         int i;
7595
7596         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
7597                 return 0;
7598
7599         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
7600                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
7601                         continue;
7602                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
7603                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
7604                 refs_lingering = true;
7605         }
7606         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
7607 }
7608
7609 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
7610                                    struct bpf_reg_state *regs)
7611 {
7612         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
7613         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
7614         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
7615         int err, fmt_map_off, num_args;
7616         u64 fmt_addr;
7617         char *fmt;
7618
7619         /* data must be an array of u64 */
7620         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
7621                 return -EINVAL;
7622         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
7623
7624         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
7625          * and map_direct_value_addr is set.
7626          */
7627         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
7628         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
7629                                                   fmt_map_off);
7630         if (err) {
7631                 verbose(env, "verifier bug\n");
7632                 return -EFAULT;
7633         }
7634         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
7635
7636         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
7637          * can focus on validating the format specifiers.
7638          */
7639         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, NULL, num_args);
7640         if (err < 0)
7641                 verbose(env, "Invalid format string\n");
7642
7643         return err;
7644 }
7645
7646 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
7647 {
7648         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
7649         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
7650
7651         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
7652                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
7653                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
7654                                 func_id_name(func_id), func_id);
7655                         return -ENOTSUPP;
7656                 }
7657                 return 0;
7658         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
7659                 return 0;
7660         }
7661
7662         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
7663                 func_id_name(func_id), func_id, type);
7664         return -ENOTSUPP;
7665 }
7666
7667 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
7668 {
7669         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
7670 }
7671
7672 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
7673 {
7674         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7675         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
7676         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
7677
7678         if (reg_is_null)
7679                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
7680
7681         return reg_is_null;
7682 }
7683
7684 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
7685 {
7686         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
7687
7688         if (!state->initialized) {
7689                 state->initialized = 1;
7690                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
7691                 state->callback_subprogno = subprogno;
7692                 return;
7693         }
7694
7695         if (!state->fit_for_inline)
7696                 return;
7697
7698         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
7699                                  state->callback_subprogno == subprogno);
7700 }
7701
7702 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7703                              int *insn_idx_p)
7704 {
7705         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
7706         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
7707         enum bpf_return_type ret_type;
7708         enum bpf_type_flag ret_flag;
7709         struct bpf_reg_state *regs;
7710         struct bpf_call_arg_meta meta;
7711         int insn_idx = *insn_idx_p;
7712         bool changes_data;
7713         int i, err, func_id;
7714
7715         /* find function prototype */
7716         func_id = insn->imm;
7717         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
7718                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7719                         func_id);
7720                 return -EINVAL;
7721         }
7722
7723         if (env->ops->get_func_proto)
7724                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
7725         if (!fn) {
7726                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7727                         func_id);
7728                 return -EINVAL;
7729         }
7730
7731         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
7732         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
7733                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
7734                 return -EINVAL;
7735         }
7736
7737         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
7738                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
7739                 return -EINVAL;
7740         }
7741
7742         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
7743                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
7744                 return -EINVAL;
7745         }
7746
7747         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
7748         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
7749         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
7750                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
7751                         func_id_name(func_id), func_id);
7752                 return -EINVAL;
7753         }
7754
7755         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7756         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
7757
7758         err = check_func_proto(fn, func_id);
7759         if (err) {
7760                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
7761                         func_id_name(func_id), func_id);
7762                 return err;
7763         }
7764
7765         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
7766                 if (fn->might_sleep) {
7767                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
7768                                 func_id_name(func_id), func_id);
7769                         return -EINVAL;
7770                 }
7771
7772                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
7773                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
7774         }
7775
7776         meta.func_id = func_id;
7777         /* check args */
7778         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7779                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
7780                 if (err)
7781                         return err;
7782         }
7783
7784         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
7785         if (err)
7786                 return err;
7787
7788         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
7789         if (err)
7790                 return err;
7791
7792         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
7793          * is inferred from register state.
7794          */
7795         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
7796                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
7797                                        BPF_WRITE, -1, false);
7798                 if (err)
7799                         return err;
7800         }
7801
7802         regs = cur_regs(env);
7803
7804         /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
7805          * be reinitialized by any dynptr helper. Hence, mark_stack_slots_dynptr
7806          * is safe to do directly.
7807          */
7808         if (meta.uninit_dynptr_regno) {
7809                 if (regs[meta.uninit_dynptr_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
7810                         verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be initialized\n");
7811                         return -EFAULT;
7812                 }
7813                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7814                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7815                         err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.uninit_dynptr_regno,
7816                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7817                         if (err)
7818                                 return err;
7819                 }
7820
7821                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.uninit_dynptr_regno],
7822                                               fn->arg_type[meta.uninit_dynptr_regno - BPF_REG_1],
7823                                               insn_idx);
7824                 if (err)
7825                         return err;
7826         }
7827
7828         if (meta.release_regno) {
7829                 err = -EINVAL;
7830                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
7831                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
7832                  * is safe to do directly.
7833                  */
7834                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
7835                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
7836                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
7837                                 return -EFAULT;
7838                         }
7839                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
7840                 } else if (meta.ref_obj_id) {
7841                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
7842                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
7843                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
7844                          * released is NULL, which must be > R0.
7845                          */
7846                         err = 0;
7847                 }
7848                 if (err) {
7849                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
7850                                 func_id_name(func_id), func_id);
7851                         return err;
7852                 }
7853         }
7854
7855         switch (func_id) {
7856         case BPF_FUNC_tail_call:
7857                 err = check_reference_leak(env);
7858                 if (err) {
7859                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
7860                         return err;
7861                 }
7862                 break;
7863         case BPF_FUNC_get_local_storage:
7864                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
7865                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
7866                  */
7867                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
7868                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
7869                         return -EINVAL;
7870                 }
7871                 break;
7872         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
7873                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7874                                         set_map_elem_callback_state);
7875                 break;
7876         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
7877                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7878                                         set_timer_callback_state);
7879                 break;
7880         case BPF_FUNC_find_vma:
7881                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7882                                         set_find_vma_callback_state);
7883                 break;
7884         case BPF_FUNC_snprintf:
7885                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
7886                 break;
7887         case BPF_FUNC_loop:
7888                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
7889                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7890                                         set_loop_callback_state);
7891                 break;
7892         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
7893                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
7894                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
7895                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
7896                         return -EACCES;
7897                 }
7898                 break;
7899         case BPF_FUNC_set_retval:
7900                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
7901                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
7902                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
7903                                 /* Make sure programs that attach to void
7904                                  * hooks don't try to modify return value.
7905                                  */
7906                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
7907                                 return -EINVAL;
7908                         }
7909                 }
7910                 break;
7911         case BPF_FUNC_dynptr_data:
7912                 for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7913                         if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7914                                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_1 + i];
7915
7916                                 if (meta.ref_obj_id) {
7917                                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
7918                                         return -EFAULT;
7919                                 }
7920
7921                                 meta.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
7922                                 break;
7923                         }
7924                 }
7925                 if (i == MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
7926                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr in bpf_dynptr_data()\n");
7927                         return -EFAULT;
7928                 }
7929                 break;
7930         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
7931                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7932                                         set_user_ringbuf_callback_state);
7933                 break;
7934         }
7935
7936         if (err)
7937                 return err;
7938
7939         /* reset caller saved regs */
7940         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7941                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7942                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7943         }
7944
7945         /* helper call returns 64-bit value. */
7946         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7947
7948         /* update return register (already marked as written above) */
7949         ret_type = fn->ret_type;
7950         ret_flag = type_flag(ret_type);
7951
7952         switch (base_type(ret_type)) {
7953         case RET_INTEGER:
7954                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
7955                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7956                 break;
7957         case RET_VOID:
7958                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
7959                 break;
7960         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
7961                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
7962                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7963                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
7964                  * can check 'value_size' boundary of memory access
7965                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
7966                  */
7967                 if (meta.map_ptr == NULL) {
7968                         verbose(env,
7969                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7970                         return -EINVAL;
7971                 }
7972                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
7973                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
7974                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
7975                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
7976                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
7977                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7978                 }
7979                 break;
7980         case RET_PTR_TO_SOCKET:
7981                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7982                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
7983                 break;
7984         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
7985                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7986                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
7987                 break;
7988         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
7989                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7990                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
7991                 break;
7992         case RET_PTR_TO_MEM:
7993                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7994                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7995                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
7996                 break;
7997         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
7998         {
7999                 const struct btf_type *t;
8000
8001                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
8002                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
8003                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
8004                         u32 tsize;
8005                         const struct btf_type *ret;
8006                         const char *tname;
8007
8008                         /* resolve the type size of ksym. */
8009                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
8010                         if (IS_ERR(ret)) {
8011                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
8012                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
8013                                         tname, PTR_ERR(ret));
8014                                 return -EINVAL;
8015                         }
8016                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
8017                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
8018                 } else {
8019                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
8020                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
8021                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
8022                          * check_mem_access().
8023                          */
8024                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
8025
8026                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
8027                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
8028                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
8029                 }
8030                 break;
8031         }
8032         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
8033         {
8034                 struct btf *ret_btf;
8035                 int ret_btf_id;
8036
8037                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
8038                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
8039                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
8040                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
8041                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
8042                 } else {
8043                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
8044                                 verbose(env, "verifier internal error:");
8045                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
8046                                         func_id_name(func_id));
8047                                 return -EINVAL;
8048                         }
8049                         ret_btf = btf_vmlinux;
8050                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
8051                 }
8052                 if (ret_btf_id == 0) {
8053                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
8054                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
8055                                 func_id);
8056                         return -EINVAL;
8057                 }
8058                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
8059                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
8060                 break;
8061         }
8062         default:
8063                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
8064                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
8065                 return -EINVAL;
8066         }
8067
8068         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
8069                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
8070
8071         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
8072                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
8073                         func_id_name(func_id), func_id);
8074                 return -EFAULT;
8075         }
8076
8077         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
8078                 /* For release_reference() */
8079                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
8080         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
8081                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
8082
8083                 if (id < 0)
8084                         return id;
8085                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
8086                 regs[BPF_REG_0].id = id;
8087                 /* For release_reference() */
8088                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
8089         }
8090
8091         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
8092
8093         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
8094         if (err)
8095                 return err;
8096
8097         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
8098              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
8099             !env->prog->has_callchain_buf) {
8100                 const char *err_str;
8101
8102 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
8103                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
8104                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
8105 #else
8106                 err = -ENOTSUPP;
8107                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
8108 #endif
8109                 if (err) {
8110                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
8111                         return err;
8112                 }
8113
8114                 env->prog->has_callchain_buf = true;
8115         }
8116
8117         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
8118                 env->prog->call_get_stack = true;
8119
8120         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
8121                 if (check_get_func_ip(env))
8122                         return -ENOTSUPP;
8123                 env->prog->call_get_func_ip = true;
8124         }
8125
8126         if (changes_data)
8127                 clear_all_pkt_pointers(env);
8128         return 0;
8129 }
8130
8131 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
8132  * the BTF func_proto's return value size and argument.
8133  */
8134 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
8135                                    size_t reg_size)
8136 {
8137         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
8138
8139         if (regno == BPF_REG_0) {
8140                 /* Function return value */
8141                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
8142                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
8143                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
8144         } else {
8145                 /* Function argument */
8146                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
8147                         mark_insn_zext(env, reg);
8148                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
8149                 } else {
8150                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
8151                 }
8152         }
8153 }
8154
8155 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
8156         /* In parameters */
8157         struct btf *btf;
8158         u32 func_id;
8159         u32 kfunc_flags;
8160         const struct btf_type *func_proto;
8161         const char *func_name;
8162         /* Out parameters */
8163         u32 ref_obj_id;
8164         u8 release_regno;
8165         bool r0_rdonly;
8166         u32 ret_btf_id;
8167         u64 r0_size;
8168         struct {
8169                 u64 value;
8170                 bool found;
8171         } arg_constant;
8172         struct {
8173                 struct btf *btf;
8174                 u32 btf_id;
8175         } arg_obj_drop;
8176         struct {
8177                 struct btf_field *field;
8178         } arg_list_head;
8179 };
8180
8181 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8182 {
8183         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
8184 }
8185
8186 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8187 {
8188         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
8189 }
8190
8191 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8192 {
8193         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
8194 }
8195
8196 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8197 {
8198         return meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS;
8199 }
8200
8201 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8202 {
8203         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
8204 }
8205
8206 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8207 {
8208         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
8209 }
8210
8211 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8212 {
8213         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
8214 }
8215
8216 static bool is_kfunc_arg_kptr_get(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
8217 {
8218         return arg == 0 && (meta->kfunc_flags & KF_KPTR_GET);
8219 }
8220
8221 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
8222                                        const struct btf_param *arg,
8223                                        const char *suffix)
8224 {
8225         int suffix_len = strlen(suffix), len;
8226         const char *param_name;
8227
8228         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
8229         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
8230         if (str_is_empty(param_name))
8231                 return false;
8232         len = strlen(param_name);
8233         if (len < suffix_len)
8234                 return false;
8235         param_name += len - suffix_len;
8236         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
8237 }
8238
8239 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
8240                                   const struct btf_param *arg,
8241                                   const struct bpf_reg_state *reg)
8242 {
8243         const struct btf_type *t;
8244
8245         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
8246         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
8247                 return false;
8248
8249         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
8250 }
8251
8252 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8253 {
8254         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
8255 }
8256
8257 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8258 {
8259         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
8260 }
8261
8262 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8263 {
8264         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
8265 }
8266
8267 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
8268                                           const struct btf_param *arg,
8269                                           const char *name)
8270 {
8271         int len, target_len = strlen(name);
8272         const char *param_name;
8273
8274         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
8275         if (str_is_empty(param_name))
8276                 return false;
8277         len = strlen(param_name);
8278         if (len != target_len)
8279                 return false;
8280         if (strcmp(param_name, name))
8281                 return false;
8282
8283         return true;
8284 }
8285
8286 enum {
8287         KF_ARG_DYNPTR_ID,
8288         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
8289         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
8290 };
8291
8292 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
8293 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
8294 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
8295 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
8296
8297 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
8298                                     const struct btf_param *arg, int type)
8299 {
8300         const struct btf_type *t;
8301         u32 res_id;
8302
8303         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
8304         if (!t)
8305                 return false;
8306         if (!btf_type_is_ptr(t))
8307                 return false;
8308         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
8309         if (!t)
8310                 return false;
8311         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
8312 }
8313
8314 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8315 {
8316         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
8317 }
8318
8319 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8320 {
8321         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
8322 }
8323
8324 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8325 {
8326         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
8327 }
8328
8329 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
8330 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
8331                                         const struct btf *btf,
8332                                         const struct btf_type *t, int rec)
8333 {
8334         const struct btf_type *member_type;
8335         const struct btf_member *member;
8336         u32 i;
8337
8338         if (!btf_type_is_struct(t))
8339                 return false;
8340
8341         for_each_member(i, t, member) {
8342                 const struct btf_array *array;
8343
8344                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
8345                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
8346                         if (rec >= 3) {
8347                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
8348                                 return false;
8349                         }
8350                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
8351                                 return false;
8352                         continue;
8353                 }
8354                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
8355                         array = btf_array(member_type);
8356                         if (!array->nelems)
8357                                 return false;
8358                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
8359                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
8360                                 return false;
8361                         continue;
8362                 }
8363                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
8364                         return false;
8365         }
8366         return true;
8367 }
8368
8369
8370 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
8371 #ifdef CONFIG_NET
8372         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
8373         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
8374         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
8375 #endif
8376 };
8377
8378 enum kfunc_ptr_arg_type {
8379         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
8380         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,  /* Allocated object */
8381         KF_ARG_PTR_TO_KPTR,          /* PTR_TO_KPTR but type specific */
8382         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
8383         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
8384         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
8385         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,        /* Also covers reg2btf_ids conversions */
8386         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
8387         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,      /* Size derived from next argument, skip it */
8388 };
8389
8390 enum special_kfunc_type {
8391         KF_bpf_obj_new_impl,
8392         KF_bpf_obj_drop_impl,
8393         KF_bpf_list_push_front,
8394         KF_bpf_list_push_back,
8395         KF_bpf_list_pop_front,
8396         KF_bpf_list_pop_back,
8397         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
8398         KF_bpf_rdonly_cast,
8399         KF_bpf_rcu_read_lock,
8400         KF_bpf_rcu_read_unlock,
8401 };
8402
8403 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
8404 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
8405 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
8406 BTF_ID(func, bpf_list_push_front)
8407 BTF_ID(func, bpf_list_push_back)
8408 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
8409 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
8410 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
8411 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
8412 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
8413
8414 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
8415 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
8416 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
8417 BTF_ID(func, bpf_list_push_front)
8418 BTF_ID(func, bpf_list_push_back)
8419 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
8420 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
8421 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
8422 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
8423 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
8424 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
8425
8426 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8427 {
8428         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
8429 }
8430
8431 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8432 {
8433         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
8434 }
8435
8436 static enum kfunc_ptr_arg_type
8437 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
8438                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
8439                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
8440                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
8441                        int argno, int nargs)
8442 {
8443         u32 regno = argno + 1;
8444         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8445         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
8446         bool arg_mem_size = false;
8447
8448         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
8449                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
8450
8451         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
8452          * leaving the rest of the verification with respect to the register
8453          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
8454          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
8455          */
8456         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
8457                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
8458
8459         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
8460                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
8461
8462         if (is_kfunc_arg_kptr_get(meta, argno)) {
8463                 if (!btf_type_is_ptr(ref_t)) {
8464                         verbose(env, "arg#0 BTF type must be a double pointer for kptr_get kfunc\n");
8465                         return -EINVAL;
8466                 }
8467                 ref_t = btf_type_by_id(meta->btf, ref_t->type);
8468                 ref_tname = btf_name_by_offset(meta->btf, ref_t->name_off);
8469                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
8470                         verbose(env, "kernel function %s args#0 pointer type %s %s is not supported\n",
8471                                 meta->func_name, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
8472                         return -EINVAL;
8473                 }
8474                 return KF_ARG_PTR_TO_KPTR;
8475         }
8476
8477         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
8478                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
8479
8480         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
8481                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
8482
8483         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
8484                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
8485
8486         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
8487                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
8488                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
8489                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
8490                         return -EINVAL;
8491                 }
8492                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
8493         }
8494
8495         if (argno + 1 < nargs && is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]))
8496                 arg_mem_size = true;
8497
8498         /* This is the catch all argument type of register types supported by
8499          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
8500          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
8501          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
8502          */
8503         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
8504             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
8505                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
8506                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
8507                 return -EINVAL;
8508         }
8509         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
8510 }
8511
8512 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
8513                                         struct bpf_reg_state *reg,
8514                                         const struct btf_type *ref_t,
8515                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
8516                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
8517                                         int argno)
8518 {
8519         const struct btf_type *reg_ref_t;
8520         bool strict_type_match = false;
8521         const struct btf *reg_btf;
8522         const char *reg_ref_tname;
8523         u32 reg_ref_id;
8524
8525         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
8526                 reg_btf = reg->btf;
8527                 reg_ref_id = reg->btf_id;
8528         } else {
8529                 reg_btf = btf_vmlinux;
8530                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
8531         }
8532
8533         if (is_kfunc_trusted_args(meta) || (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id))
8534                 strict_type_match = true;
8535
8536         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
8537         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
8538         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
8539                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
8540                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
8541                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
8542                 return -EINVAL;
8543         }
8544         return 0;
8545 }
8546
8547 static int process_kf_arg_ptr_to_kptr(struct bpf_verifier_env *env,
8548                                       struct bpf_reg_state *reg,
8549                                       const struct btf_type *ref_t,
8550                                       const char *ref_tname,
8551                                       struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
8552                                       int argno)
8553 {
8554         struct btf_field *kptr_field;
8555
8556         /* check_func_arg_reg_off allows var_off for
8557          * PTR_TO_MAP_VALUE, but we need fixed offset to find
8558          * off_desc.
8559          */
8560         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8561                 verbose(env, "arg#0 must have constant offset\n");
8562                 return -EINVAL;
8563         }
8564
8565         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record, reg->off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
8566         if (!kptr_field || kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
8567                 verbose(env, "arg#0 no referenced kptr at map value offset=%llu\n",
8568                         reg->off + reg->var_off.value);
8569                 return -EINVAL;
8570         }
8571
8572         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, meta->btf, ref_t->type, 0, kptr_field->kptr.btf,
8573                                   kptr_field->kptr.btf_id, true)) {
8574                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s\n",
8575                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
8576                 return -EINVAL;
8577         }
8578         return 0;
8579 }
8580
8581 static int ref_set_release_on_unlock(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
8582 {
8583         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
8584         struct bpf_reg_state *reg;
8585         int i;
8586
8587         /* bpf_spin_lock only allows calling list_push and list_pop, no BPF
8588          * subprogs, no global functions. This means that the references would
8589          * not be released inside the critical section but they may be added to
8590          * the reference state, and the acquired_refs are never copied out for a
8591          * different frame as BPF to BPF calls don't work in bpf_spin_lock
8592          * critical sections.
8593          */
8594         if (!ref_obj_id) {
8595                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for release_on_unlock\n");
8596                 return -EFAULT;
8597         }
8598         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
8599                 if (state->refs[i].id == ref_obj_id) {
8600                         if (state->refs[i].release_on_unlock) {
8601                                 verbose(env, "verifier internal error: expected false release_on_unlock");
8602                                 return -EFAULT;
8603                         }
8604                         state->refs[i].release_on_unlock = true;
8605                         /* Now mark everyone sharing same ref_obj_id as untrusted */
8606                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8607                                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8608                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
8609                         }));
8610                         return 0;
8611                 }
8612         }
8613         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
8614         return -EFAULT;
8615 }
8616
8617 /* Implementation details:
8618  *
8619  * Each register points to some region of memory, which we define as an
8620  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
8621  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
8622  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
8623  * memory region.
8624  *
8625  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
8626  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
8627  *
8628  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
8629  * bpf_spin_lock is called.
8630  *
8631  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
8632  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
8633  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
8634  *
8635  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
8636  * supported register types.
8637  *
8638  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
8639  * allocated objects is the reg->btf pointer.
8640  *
8641  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
8642  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
8643  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
8644  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
8645  *
8646  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
8647  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
8648  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
8649  *
8650  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
8651  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
8652  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
8653  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
8654  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
8655  * active_lock.id.
8656  *
8657  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
8658  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
8659  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
8660  */
8661 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8662 {
8663         void *ptr;
8664         u32 id;
8665
8666         switch ((int)reg->type) {
8667         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8668                 ptr = reg->map_ptr;
8669                 break;
8670         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8671         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_TRUSTED:
8672                 ptr = reg->btf;
8673                 break;
8674         default:
8675                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
8676                 return -EFAULT;
8677         }
8678         id = reg->id;
8679
8680         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
8681                 return -EINVAL;
8682         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
8683             env->cur_state->active_lock.id != id) {
8684                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
8685                 return -EINVAL;
8686         }
8687         return 0;
8688 }
8689
8690 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
8691 {
8692         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front] ||
8693                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back] ||
8694                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
8695                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
8696 }
8697
8698 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
8699                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
8700                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8701 {
8702         struct btf_field *field;
8703         struct btf_record *rec;
8704         u32 list_head_off;
8705
8706         if (meta->btf != btf_vmlinux || !is_bpf_list_api_kfunc(meta->func_id)) {
8707                 verbose(env, "verifier internal error: bpf_list_head argument for unknown kfunc\n");
8708                 return -EFAULT;
8709         }
8710
8711         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8712                 verbose(env,
8713                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_list_head has to be at the constant offset\n",
8714                         regno);
8715                 return -EINVAL;
8716         }
8717
8718         rec = reg_btf_record(reg);
8719         list_head_off = reg->off + reg->var_off.value;
8720         field = btf_record_find(rec, list_head_off, BPF_LIST_HEAD);
8721         if (!field) {
8722                 verbose(env, "bpf_list_head not found at offset=%u\n", list_head_off);
8723                 return -EINVAL;
8724         }
8725
8726         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
8727         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
8728                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for bpf_list_head\n",
8729                         rec->spin_lock_off);
8730                 return -EINVAL;
8731         }
8732
8733         if (meta->arg_list_head.field) {
8734                 verbose(env, "verifier internal error: repeating bpf_list_head arg\n");
8735                 return -EFAULT;
8736         }
8737         meta->arg_list_head.field = field;
8738         return 0;
8739 }
8740
8741 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
8742                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
8743                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8744 {
8745         const struct btf_type *et, *t;
8746         struct btf_field *field;
8747         struct btf_record *rec;
8748         u32 list_node_off;
8749
8750         if (meta->btf != btf_vmlinux ||
8751             (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front] &&
8752              meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back])) {
8753                 verbose(env, "verifier internal error: bpf_list_node argument for unknown kfunc\n");
8754                 return -EFAULT;
8755         }
8756
8757         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8758                 verbose(env,
8759                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_list_node has to be at the constant offset\n",
8760                         regno);
8761                 return -EINVAL;
8762         }
8763
8764         rec = reg_btf_record(reg);
8765         list_node_off = reg->off + reg->var_off.value;
8766         field = btf_record_find(rec, list_node_off, BPF_LIST_NODE);
8767         if (!field || field->offset != list_node_off) {
8768                 verbose(env, "bpf_list_node not found at offset=%u\n", list_node_off);
8769                 return -EINVAL;
8770         }
8771
8772         field = meta->arg_list_head.field;
8773
8774         et = btf_type_by_id(field->list_head.btf, field->list_head.value_btf_id);
8775         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
8776         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->list_head.btf,
8777                                   field->list_head.value_btf_id, true)) {
8778                 verbose(env, "operation on bpf_list_head expects arg#1 bpf_list_node at offset=%d "
8779                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
8780                         field->list_head.node_offset, btf_name_by_offset(field->list_head.btf, et->name_off),
8781                         list_node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
8782                 return -EINVAL;
8783         }
8784
8785         if (list_node_off != field->list_head.node_offset) {
8786                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected bpf_list_node at offset=%d in struct %s\n",
8787                         list_node_off, field->list_head.node_offset,
8788                         btf_name_by_offset(field->list_head.btf, et->name_off));
8789                 return -EINVAL;
8790         }
8791         /* Set arg#1 for expiration after unlock */
8792         return ref_set_release_on_unlock(env, reg->ref_obj_id);
8793 }
8794
8795 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8796 {
8797         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
8798         const struct btf *btf = meta->btf;
8799         const struct btf_param *args;
8800         u32 i, nargs;
8801         int ret;
8802
8803         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
8804         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
8805         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
8806                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
8807                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
8808                 return -EINVAL;
8809         }
8810
8811         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
8812          * verifier sees.
8813          */
8814         for (i = 0; i < nargs; i++) {
8815                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
8816                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
8817                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
8818                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
8819                 bool is_ret_buf_sz = false;
8820                 int kf_arg_type;
8821
8822                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
8823
8824                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
8825                         continue;
8826
8827                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
8828                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
8829                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
8830                                 return -EINVAL;
8831                         }
8832
8833                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
8834                                 if (meta->arg_constant.found) {
8835                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
8836                                         return -EFAULT;
8837                                 }
8838                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8839                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
8840                                         return -EINVAL;
8841                                 }
8842                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
8843                                 if (ret < 0)
8844                                         return ret;
8845                                 meta->arg_constant.found = true;
8846                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
8847                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
8848                                 meta->r0_rdonly = true;
8849                                 is_ret_buf_sz = true;
8850                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
8851                                 is_ret_buf_sz = true;
8852                         }
8853
8854                         if (is_ret_buf_sz) {
8855                                 if (meta->r0_size) {
8856                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
8857                                         return -EINVAL;
8858                                 }
8859
8860                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8861                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
8862                                         return -EINVAL;
8863                                 }
8864
8865                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
8866                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
8867                                 if (ret)
8868                                         return ret;
8869                         }
8870                         continue;
8871                 }
8872
8873                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
8874                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
8875                         return -EINVAL;
8876                 }
8877
8878                 if (reg->ref_obj_id) {
8879                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
8880                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8881                                         regno, reg->ref_obj_id,
8882                                         meta->ref_obj_id);
8883                                 return -EFAULT;
8884                         }
8885                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8886                         if (is_kfunc_release(meta))
8887                                 meta->release_regno = regno;
8888                 }
8889
8890                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
8891                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
8892
8893                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
8894                 if (kf_arg_type < 0)
8895                         return kf_arg_type;
8896
8897                 switch (kf_arg_type) {
8898                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
8899                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
8900                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
8901                                 break;
8902
8903                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
8904                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
8905                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
8906                                         return -EINVAL;
8907                                 }
8908                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
8909                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
8910                                         return -EINVAL;
8911                                 }
8912                         }
8913
8914                         fallthrough;
8915                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
8916                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
8917                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
8918                         break;
8919                 case KF_ARG_PTR_TO_KPTR:
8920                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8921                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
8922                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
8923                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
8924                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
8925                         /* Trusted by default */
8926                         break;
8927                 default:
8928                         WARN_ON_ONCE(1);
8929                         return -EFAULT;
8930                 }
8931
8932                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
8933                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
8934                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8935                 if (ret < 0)
8936                         return ret;
8937
8938                 switch (kf_arg_type) {
8939                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
8940                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
8941                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
8942                                 return -EINVAL;
8943                         }
8944
8945                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
8946                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
8947                                 if (ret < 0)
8948                                         return -EINVAL;
8949                                 meta->ret_btf_id  = ret;
8950                         }
8951                         break;
8952                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
8953                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
8954                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
8955                                 return -EINVAL;
8956                         }
8957                         if (!reg->ref_obj_id) {
8958                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
8959                                 return -EINVAL;
8960                         }
8961                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
8962                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
8963                                 meta->arg_obj_drop.btf = reg->btf;
8964                                 meta->arg_obj_drop.btf_id = reg->btf_id;
8965                         }
8966                         break;
8967                 case KF_ARG_PTR_TO_KPTR:
8968                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
8969                                 verbose(env, "arg#0 expected pointer to map value\n");
8970                                 return -EINVAL;
8971                         }
8972                         ret = process_kf_arg_ptr_to_kptr(env, reg, ref_t, ref_tname, meta, i);
8973                         if (ret < 0)
8974                                 return ret;
8975                         break;
8976                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8977                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
8978                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
8979                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
8980                                 return -EINVAL;
8981                         }
8982
8983                         ret = process_dynptr_func(env, regno, ARG_PTR_TO_DYNPTR | MEM_RDONLY, NULL);
8984                         if (ret < 0)
8985                                 return ret;
8986                         break;
8987                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
8988                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
8989                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
8990                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
8991                                 return -EINVAL;
8992                         }
8993                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
8994                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
8995                                 return -EINVAL;
8996                         }
8997                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
8998                         if (ret < 0)
8999                                 return ret;
9000                         break;
9001                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
9002                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
9003                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
9004                                 return -EINVAL;
9005                         }
9006                         if (!reg->ref_obj_id) {
9007                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
9008                                 return -EINVAL;
9009                         }
9010                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
9011                         if (ret < 0)
9012                                 return ret;
9013                         break;
9014                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
9015                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
9016                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
9017                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
9018                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
9019                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
9020                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
9021                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
9022                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
9023                                 return -EINVAL;
9024                         }
9025                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
9026                         if (ret < 0)
9027                                 return ret;
9028                         break;
9029                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
9030                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
9031                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
9032                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
9033                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
9034                                 return -EINVAL;
9035                         }
9036                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
9037                         if (ret < 0)
9038                                 return ret;
9039                         break;
9040                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
9041                         ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, &regs[regno + 1], regno + 1);
9042                         if (ret < 0) {
9043                                 verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
9044                                 return ret;
9045                         }
9046                         /* Skip next '__sz' argument */
9047                         i++;
9048                         break;
9049                 }
9050         }
9051
9052         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
9053                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
9054                         func_name);
9055                 return -EINVAL;
9056         }
9057
9058         return 0;
9059 }
9060
9061 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9062                             int *insn_idx_p)
9063 {
9064         const struct btf_type *t, *func, *func_proto, *ptr_type;
9065         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9066         const char *func_name, *ptr_type_name;
9067         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
9068         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
9069         u32 i, nargs, func_id, ptr_type_id;
9070         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
9071         const struct btf_param *args;
9072         const struct btf_type *ret_t;
9073         struct btf *desc_btf;
9074         u32 *kfunc_flags;
9075
9076         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
9077         if (!insn->imm)
9078                 return 0;
9079
9080         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
9081         if (IS_ERR(desc_btf))
9082                 return PTR_ERR(desc_btf);
9083
9084         func_id = insn->imm;
9085         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
9086         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
9087         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
9088
9089         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog), func_id);
9090         if (!kfunc_flags) {
9091                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n",
9092                         func_name);
9093                 return -EACCES;
9094         }
9095
9096         /* Prepare kfunc call metadata */
9097         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9098         meta.btf = desc_btf;
9099         meta.func_id = func_id;
9100         meta.kfunc_flags = *kfunc_flags;
9101         meta.func_proto = func_proto;
9102         meta.func_name = func_name;
9103
9104         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
9105                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
9106                 return -EACCES;
9107         }
9108
9109         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
9110         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
9111                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
9112                 return -EACCES;
9113         }
9114
9115         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
9116         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
9117         if ((rcu_lock || rcu_unlock) && !env->rcu_tag_supported) {
9118                 verbose(env, "no vmlinux btf rcu tag support for kfunc %s\n", func_name);
9119                 return -EACCES;
9120         }
9121
9122         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9123                 struct bpf_func_state *state;
9124                 struct bpf_reg_state *reg;
9125
9126                 if (rcu_lock) {
9127                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
9128                         return -EINVAL;
9129                 } else if (rcu_unlock) {
9130                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
9131                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
9132                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
9133                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
9134                                 }
9135                         }));
9136                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
9137                 } else if (sleepable) {
9138                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
9139                         return -EACCES;
9140                 }
9141         } else if (rcu_lock) {
9142                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
9143         } else if (rcu_unlock) {
9144                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
9145                 return -EINVAL;
9146         }
9147
9148         /* Check the arguments */
9149         err = check_kfunc_args(env, &meta);
9150         if (err < 0)
9151                 return err;
9152         /* In case of release function, we get register number of refcounted
9153          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
9154          */
9155         if (meta.release_regno) {
9156                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
9157                 if (err) {
9158                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
9159                                 func_name, func_id);
9160                         return err;
9161                 }
9162         }
9163
9164         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
9165                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9166
9167         /* Check return type */
9168         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, func_proto->type, NULL);
9169
9170         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
9171                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
9172                 if (meta.btf != btf_vmlinux || meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
9173                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
9174                         return -EINVAL;
9175                 }
9176         }
9177
9178         if (btf_type_is_scalar(t)) {
9179                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9180                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
9181         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
9182                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
9183
9184                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
9185                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
9186                                 struct btf *ret_btf;
9187                                 u32 ret_btf_id;
9188
9189                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
9190                                         return -ENOMEM;
9191
9192                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
9193                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
9194                                         return -EINVAL;
9195                                 }
9196
9197                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
9198                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
9199
9200                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
9201                                 if (!ret_btf) {
9202                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
9203                                         return -EINVAL;
9204                                 }
9205
9206                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
9207                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
9208                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
9209                                         return -EINVAL;
9210                                 }
9211
9212                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9213                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
9214                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9215                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9216
9217                                 env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size = ret_t->size;
9218                                 env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta =
9219                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
9220                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
9221                                 env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta =
9222                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_obj_drop.btf,
9223                                                              meta.arg_obj_drop.btf_id);
9224                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
9225                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
9226                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
9227
9228                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9229                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
9230                                 regs[BPF_REG_0].btf = field->list_head.btf;
9231                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = field->list_head.value_btf_id;
9232                                 regs[BPF_REG_0].off = field->list_head.node_offset;
9233                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
9234                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9235                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
9236                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
9237                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9238                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
9239                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
9240                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
9241                                         verbose(env,
9242                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
9243                                         return -EINVAL;
9244                                 }
9245
9246                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9247                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
9248                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
9249                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
9250                         } else {
9251                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
9252                                         meta.func_name);
9253                                 return -EFAULT;
9254                         }
9255                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
9256                         if (!meta.r0_size) {
9257                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
9258                                                                    ptr_type->name_off);
9259                                 verbose(env,
9260                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
9261                                         func_name,
9262                                         btf_type_str(ptr_type),
9263                                         ptr_type_name);
9264                                 return -EINVAL;
9265                         }
9266
9267                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9268                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
9269                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
9270
9271                         if (meta.r0_rdonly)
9272                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
9273
9274                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
9275                         if (meta.ref_obj_id)
9276                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9277                 } else {
9278                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9279                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
9280                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
9281                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
9282                 }
9283
9284                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
9285                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
9286                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
9287                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9288                 }
9289                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
9290                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
9291                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9292
9293                         if (id < 0)
9294                                 return id;
9295                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
9296                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9297                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9298                 }
9299                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
9300                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9301         } /* else { add_kfunc_call() ensures it is btf_type_is_void(t) } */
9302
9303         nargs = btf_type_vlen(func_proto);
9304         args = (const struct btf_param *)(func_proto + 1);
9305         for (i = 0; i < nargs; i++) {
9306                 u32 regno = i + 1;
9307
9308                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
9309                 if (btf_type_is_ptr(t))
9310                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
9311                 else
9312                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
9313                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
9314         }
9315
9316         return 0;
9317 }
9318
9319 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
9320 {
9321         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
9322         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
9323
9324         if (b < 0)
9325                 return res > a;
9326         return res < a;
9327 }
9328
9329 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
9330 {
9331         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
9332         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
9333
9334         if (b < 0)
9335                 return res > a;
9336         return res < a;
9337 }
9338
9339 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
9340 {
9341         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
9342         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
9343
9344         if (b < 0)
9345                 return res < a;
9346         return res > a;
9347 }
9348
9349 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
9350 {
9351         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
9352         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
9353
9354         if (b < 0)
9355                 return res < a;
9356         return res > a;
9357 }
9358
9359 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
9360                                   const struct bpf_reg_state *reg,
9361                                   enum bpf_reg_type type)
9362 {
9363         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
9364         s64 val = reg->var_off.value;
9365         s64 smin = reg->smin_value;
9366
9367         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
9368                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
9369                         reg_type_str(env, type), val);
9370                 return false;
9371         }
9372
9373         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
9374                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
9375                         reg_type_str(env, type), reg->off);
9376                 return false;
9377         }
9378
9379         if (smin == S64_MIN) {
9380                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
9381                         reg_type_str(env, type));
9382                 return false;
9383         }
9384
9385         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
9386                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
9387                         smin, reg_type_str(env, type));
9388                 return false;
9389         }
9390
9391         return true;
9392 }
9393
9394 enum {
9395         REASON_BOUNDS   = -1,
9396         REASON_TYPE     = -2,
9397         REASON_PATHS    = -3,
9398         REASON_LIMIT    = -4,
9399         REASON_STACK    = -5,
9400 };
9401
9402 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
9403                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
9404 {
9405         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
9406
9407         switch (ptr_reg->type) {
9408         case PTR_TO_STACK:
9409                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
9410                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
9411                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
9412                  * currently prohibited for unprivileged.
9413                  */
9414                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
9415                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
9416                 break;
9417         case PTR_TO_MAP_VALUE:
9418                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
9419                 ptr_limit = (mask_to_left ?
9420                              ptr_reg->smin_value :
9421                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
9422                 break;
9423         default:
9424                 return REASON_TYPE;
9425         }
9426
9427         if (ptr_limit >= max)
9428                 return REASON_LIMIT;
9429         *alu_limit = ptr_limit;
9430         return 0;
9431 }
9432
9433 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
9434                                     const struct bpf_insn *insn)
9435 {
9436         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
9437 }
9438
9439 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
9440                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
9441 {
9442         /* If we arrived here from different branches with different
9443          * state or limits to sanitize, then this won't work.
9444          */
9445         if (aux->alu_state &&
9446             (aux->alu_state != alu_state ||
9447              aux->alu_limit != alu_limit))
9448                 return REASON_PATHS;
9449
9450         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
9451         aux->alu_state = alu_state;
9452         aux->alu_limit = alu_limit;
9453         return 0;
9454 }
9455
9456 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
9457                             struct bpf_insn *insn)
9458 {
9459         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
9460
9461         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
9462                 return 0;
9463
9464         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
9465 }
9466
9467 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
9468 {
9469         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
9470 }
9471
9472 struct bpf_sanitize_info {
9473         struct bpf_insn_aux_data aux;
9474         bool mask_to_left;
9475 };
9476
9477 static struct bpf_verifier_state *
9478 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
9479                           const struct bpf_insn *insn,
9480                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
9481 {
9482         struct bpf_verifier_state *branch;
9483         struct bpf_reg_state *regs;
9484
9485         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
9486         if (branch && insn) {
9487                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
9488                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
9489                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9490                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9491                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9492                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
9493                 }
9494         }
9495         return branch;
9496 }
9497
9498 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
9499                             struct bpf_insn *insn,
9500                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
9501                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
9502                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
9503                             struct bpf_sanitize_info *info,
9504                             const bool commit_window)
9505 {
9506         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
9507         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9508         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
9509         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
9510         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
9511         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9512         u32 alu_state, alu_limit;
9513         struct bpf_reg_state tmp;
9514         bool ret;
9515         int err;
9516
9517         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
9518                 return 0;
9519
9520         /* We already marked aux for masking from non-speculative
9521          * paths, thus we got here in the first place. We only care
9522          * to explore bad access from here.
9523          */
9524         if (vstate->speculative)
9525                 goto do_sim;
9526
9527         if (!commit_window) {
9528                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
9529                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
9530                         return REASON_BOUNDS;
9531
9532                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
9533                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
9534         }
9535
9536         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
9537         if (err < 0)
9538                 return err;
9539
9540         if (commit_window) {
9541                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
9542                  * the observed pointer move after the simulated operation.
9543                  */
9544                 alu_state = info->aux.alu_state;
9545                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
9546         } else {
9547                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
9548                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
9549                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
9550                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
9551
9552                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
9553                  * potential masking differences from other program paths.
9554                  */
9555                 if (!off_is_imm)
9556                         env->explore_alu_limits = true;
9557         }
9558
9559         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
9560         if (err < 0)
9561                 return err;
9562 do_sim:
9563         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
9564          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
9565          * stack.
9566          *
9567          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
9568          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
9569          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
9570          */
9571         if (commit_window || off_is_imm)
9572                 return 0;
9573
9574         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
9575          * speculative execution from truncation as a result of
9576          * masking when off was not within expected range. If off
9577          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
9578          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
9579          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
9580          * and truncated reg-based in the other in order to explore
9581          * bad access.
9582          */
9583         if (!ptr_is_dst_reg) {
9584                 tmp = *dst_reg;
9585                 *dst_reg = *ptr_reg;
9586         }
9587         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
9588                                         env->insn_idx);
9589         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
9590                 *dst_reg = tmp;
9591         return !ret ? REASON_STACK : 0;
9592 }
9593
9594 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
9595 {
9596         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9597
9598         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
9599          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
9600          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
9601          * rewrite/sanitize them.
9602          */
9603         if (!vstate->speculative)
9604                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9605 }
9606
9607 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
9608                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
9609                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
9610                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
9611 {
9612         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
9613         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
9614         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
9615
9616         switch (reason) {
9617         case REASON_BOUNDS:
9618                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
9619                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
9620                 break;
9621         case REASON_TYPE:
9622                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
9623                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
9624                 break;
9625         case REASON_PATHS:
9626                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
9627                         dst, op, err);
9628                 break;
9629         case REASON_LIMIT:
9630                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
9631                         dst, op, err);
9632                 break;
9633         case REASON_STACK:
9634                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
9635                         dst, err);
9636                 break;
9637         default:
9638                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
9639                         reason);
9640                 break;
9641         }
9642
9643         return -EACCES;
9644 }
9645
9646 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
9647  * have a variable offset.
9648  *
9649  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
9650  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
9651  * retrieve_ptr_limit().
9652  *
9653  *
9654  * 'off' includes 'reg->off'.
9655  */
9656 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
9657                                 struct bpf_verifier_env *env,
9658                                 int regno,
9659                                 const struct bpf_reg_state *reg,
9660                                 int off)
9661 {
9662         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
9663                 char tn_buf[48];
9664
9665                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
9666                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
9667                         regno, tn_buf, off);
9668                 return -EACCES;
9669         }
9670
9671         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
9672                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
9673                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
9674                 return -EACCES;
9675         }
9676
9677         return 0;
9678 }
9679
9680 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
9681                                  const struct bpf_insn *insn,
9682                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
9683 {
9684         u32 dst = insn->dst_reg;
9685
9686         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
9687          * in order to be able to sanitize access later on.
9688          */
9689         if (env->bypass_spec_v1)
9690                 return 0;
9691
9692         switch (dst_reg->type) {
9693         case PTR_TO_STACK:
9694                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
9695                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
9696                         return -EACCES;
9697                 break;
9698         case PTR_TO_MAP_VALUE:
9699                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
9700                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
9701                                 "prohibited for !root\n", dst);
9702                         return -EACCES;
9703                 }
9704                 break;
9705         default:
9706                 break;
9707         }
9708
9709         return 0;
9710 }
9711
9712 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
9713  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
9714  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
9715  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
9716  */
9717 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
9718                                    struct bpf_insn *insn,
9719                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
9720                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
9721 {
9722         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9723         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9724         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
9725         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
9726         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
9727             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
9728         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
9729             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
9730         struct bpf_sanitize_info info = {};
9731         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9732         u32 dst = insn->dst_reg;
9733         int ret;
9734
9735         dst_reg = &regs[dst];
9736
9737         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
9738             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
9739                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
9740                  * e.g. dead branches.
9741                  */
9742                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9743                 return 0;
9744         }
9745
9746         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
9747                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
9748                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
9749                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9750                         return 0;
9751                 }
9752
9753                 verbose(env,
9754                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
9755                         dst);
9756                 return -EACCES;
9757         }
9758
9759         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
9760                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
9761                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
9762                 return -EACCES;
9763         }
9764
9765         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
9766         case CONST_PTR_TO_MAP:
9767                 /* smin_val represents the known value */
9768                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
9769                         break;
9770                 fallthrough;
9771         case PTR_TO_PACKET_END:
9772         case PTR_TO_SOCKET:
9773         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9774         case PTR_TO_TCP_SOCK:
9775         case PTR_TO_XDP_SOCK:
9776                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
9777                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
9778                 return -EACCES;
9779         default:
9780                 break;
9781         }
9782
9783         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
9784          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
9785          */
9786         dst_reg->type = ptr_reg->type;
9787         dst_reg->id = ptr_reg->id;
9788
9789         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
9790             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
9791                 return -EINVAL;
9792
9793         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
9794         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
9795
9796         if (sanitize_needed(opcode)) {
9797                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
9798                                        &info, false);
9799                 if (ret < 0)
9800                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
9801         }
9802
9803         switch (opcode) {
9804         case BPF_ADD:
9805                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
9806                  * the s32 'off' field
9807                  */
9808                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
9809                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
9810                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
9811                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
9812                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
9813                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
9814                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
9815                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
9816                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
9817                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9818                         break;
9819                 }
9820                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
9821                  * == 0, since it's a scalar.
9822                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
9823                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
9824                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
9825                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
9826                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
9827                  * from ptr_reg.
9828                  */
9829                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
9830                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
9831                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
9832                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
9833                 } else {
9834                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
9835                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
9836                 }
9837                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
9838                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
9839                         dst_reg->umin_value = 0;
9840                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
9841                 } else {
9842                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
9843                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
9844                 }
9845                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
9846                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
9847                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9848                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
9849                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
9850                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
9851                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
9852                 }
9853                 break;
9854         case BPF_SUB:
9855                 if (dst_reg == off_reg) {
9856                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
9857                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
9858                                 dst);
9859                         return -EACCES;
9860                 }
9861                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
9862                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
9863                  * be able to deal with it.
9864                  */
9865                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
9866                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
9867                                 dst);
9868                         return -EACCES;
9869                 }
9870                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
9871                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
9872                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
9873                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
9874                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
9875                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
9876                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
9877                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
9878                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
9879                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
9880                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9881                         break;
9882                 }
9883                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
9884                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
9885                  */
9886                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
9887                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
9888                         /* Overflow possible, we know nothing */
9889                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
9890                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
9891                 } else {
9892                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
9893                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
9894                 }
9895                 if (umin_ptr < umax_val) {
9896                         /* Overflow possible, we know nothing */
9897                         dst_reg->umin_value = 0;
9898                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
9899                 } else {
9900                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
9901                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
9902                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
9903                 }
9904                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
9905                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
9906                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9907                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
9908                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
9909                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
9910                         if (smin_val < 0)
9911                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
9912                 }
9913                 break;
9914         case BPF_AND:
9915         case BPF_OR:
9916         case BPF_XOR:
9917                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
9918                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
9919                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
9920                 return -EACCES;
9921         default:
9922                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
9923                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
9924                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
9925                 return -EACCES;
9926         }
9927
9928         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
9929                 return -EINVAL;
9930         reg_bounds_sync(dst_reg);
9931         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
9932                 return -EACCES;
9933         if (sanitize_needed(opcode)) {
9934                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
9935                                        &info, true);
9936                 if (ret < 0)
9937                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
9938         }
9939
9940         return 0;
9941 }
9942
9943 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9944                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
9945 {
9946         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
9947         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
9948         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
9949         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
9950
9951         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
9952             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
9953                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
9954                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
9955         } else {
9956                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
9957                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
9958         }
9959         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
9960             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
9961                 dst_reg->u32_min_value = 0;
9962                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
9963         } else {
9964                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
9965                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
9966         }
9967 }
9968
9969 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9970                                struct bpf_reg_state *src_reg)
9971 {
9972         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
9973         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
9974         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
9975         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
9976
9977         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
9978             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
9979                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
9980                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
9981         } else {
9982                 dst_reg->smin_value += smin_val;
9983                 dst_reg->smax_value += smax_val;
9984         }
9985         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
9986             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
9987                 dst_reg->umin_value = 0;
9988                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
9989         } else {
9990                 dst_reg->umin_value += umin_val;
9991                 dst_reg->umax_value += umax_val;
9992         }
9993 }
9994
9995 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9996                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
9997 {
9998         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
9999         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
10000         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10001         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10002
10003         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
10004             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
10005                 /* Overflow possible, we know nothing */
10006                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10007                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10008         } else {
10009                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
10010                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
10011         }
10012         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
10013                 /* Overflow possible, we know nothing */
10014                 dst_reg->u32_min_value = 0;
10015                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
10016         } else {
10017                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
10018                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
10019                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
10020         }
10021 }
10022
10023 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10024                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10025 {
10026         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10027         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
10028         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10029         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10030
10031         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
10032             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
10033                 /* Overflow possible, we know nothing */
10034                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10035                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10036         } else {
10037                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
10038                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
10039         }
10040         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
10041                 /* Overflow possible, we know nothing */
10042                 dst_reg->umin_value = 0;
10043                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
10044         } else {
10045                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
10046                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
10047                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
10048         }
10049 }
10050
10051 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10052                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10053 {
10054         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
10055         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10056         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10057
10058         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
10059                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
10060                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
10061                 return;
10062         }
10063         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
10064          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
10065          */
10066         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
10067                 /* Potential overflow, we know nothing */
10068                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
10069                 return;
10070         }
10071         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
10072         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
10073         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
10074                 /* Overflow possible, we know nothing */
10075                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10076                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10077         } else {
10078                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
10079                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
10080         }
10081 }
10082
10083 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10084                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10085 {
10086         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10087         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10088         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10089
10090         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
10091                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
10092                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10093                 return;
10094         }
10095         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
10096          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
10097          */
10098         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
10099                 /* Potential overflow, we know nothing */
10100                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10101                 return;
10102         }
10103         dst_reg->umin_value *= umin_val;
10104         dst_reg->umax_value *= umax_val;
10105         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
10106                 /* Overflow possible, we know nothing */
10107                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10108                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10109         } else {
10110                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
10111                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
10112         }
10113 }
10114
10115 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10116                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10117 {
10118         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
10119         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
10120         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10121         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
10122         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10123
10124         if (src_known && dst_known) {
10125                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
10126                 return;
10127         }
10128
10129         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
10130          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
10131          */
10132         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
10133         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
10134         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
10135                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
10136                  * ain't nobody got time for that.
10137                  */
10138                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10139                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10140         } else {
10141                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
10142                  * cast result into s64.
10143                  */
10144                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
10145                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
10146         }
10147 }
10148
10149 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10150                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10151 {
10152         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
10153         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
10154         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10155         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10156
10157         if (src_known && dst_known) {
10158                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
10159                 return;
10160         }
10161
10162         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
10163          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
10164          */
10165         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
10166         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
10167         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
10168                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
10169                  * ain't nobody got time for that.
10170                  */
10171                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10172                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10173         } else {
10174                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
10175                  * cast result into s64.
10176                  */
10177                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
10178                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
10179         }
10180         /* We may learn something more from the var_off */
10181         __update_reg_bounds(dst_reg);
10182 }
10183
10184 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10185                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
10186 {
10187         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
10188         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
10189         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10190         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
10191         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10192
10193         if (src_known && dst_known) {
10194                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
10195                 return;
10196         }
10197
10198         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
10199          * maximum of the operands' minima
10200          */
10201         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
10202         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
10203         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
10204                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
10205                  * ain't nobody got time for that.
10206                  */
10207                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10208                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10209         } else {
10210                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
10211                  * cast result into s64.
10212                  */
10213                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
10214                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
10215         }
10216 }
10217
10218 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10219                               struct bpf_reg_state *src_reg)
10220 {
10221         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
10222         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
10223         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10224         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10225
10226         if (src_known && dst_known) {
10227                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
10228                 return;
10229         }
10230
10231         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
10232          * maximum of the operands' minima
10233          */
10234         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
10235         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
10236         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
10237                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
10238                  * ain't nobody got time for that.
10239                  */
10240                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10241                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10242         } else {
10243                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
10244                  * cast result into s64.
10245                  */
10246                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
10247                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
10248         }
10249         /* We may learn something more from the var_off */
10250         __update_reg_bounds(dst_reg);
10251 }
10252
10253 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10254                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10255 {
10256         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
10257         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
10258         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10259         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
10260
10261         if (src_known && dst_known) {
10262                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
10263                 return;
10264         }
10265
10266         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
10267         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
10268         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
10269
10270         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
10271                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
10272                  * so safe to cast u32 result into s32.
10273                  */
10274                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
10275                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
10276         } else {
10277                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10278                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10279         }
10280 }
10281
10282 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10283                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10284 {
10285         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
10286         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
10287         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10288
10289         if (src_known && dst_known) {
10290                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
10291                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
10292                 return;
10293         }
10294
10295         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
10296         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
10297         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
10298
10299         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
10300                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
10301                  * so safe to cast u64 result into s64.
10302                  */
10303                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
10304                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
10305         } else {
10306                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10307                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10308         }
10309
10310         __update_reg_bounds(dst_reg);
10311 }
10312
10313 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10314                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
10315 {
10316         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
10317          * up from var_off)
10318          */
10319         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10320         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10321         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
10322         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
10323                 dst_reg->u32_min_value = 0;
10324                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
10325         } else {
10326                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
10327                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
10328         }
10329 }
10330
10331 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10332                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10333 {
10334         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10335         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10336         /* u32 alu operation will zext upper bits */
10337         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10338
10339         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
10340         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
10341         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
10342          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
10343          * if some path skips this step we are still safe.
10344          */
10345         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10346         __update_reg32_bounds(dst_reg);
10347 }
10348
10349 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10350                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
10351 {
10352         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
10353          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
10354          * positive we know this shift will also be positive so we can track
10355          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
10356          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
10357          * later to shifts of any length.
10358          */
10359         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
10360                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
10361         else
10362                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10363
10364         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
10365                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
10366         else
10367                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10368
10369         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
10370         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
10371                 dst_reg->umin_value = 0;
10372                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
10373         } else {
10374                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
10375                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
10376         }
10377 }
10378
10379 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10380                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10381 {
10382         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10383         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10384
10385         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
10386         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
10387         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
10388
10389         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
10390         /* We may learn something more from the var_off */
10391         __update_reg_bounds(dst_reg);
10392 }
10393
10394 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10395                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10396 {
10397         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10398         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10399         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10400
10401         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
10402          * be negative, then either:
10403          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
10404          *    unknown, so we lose our signed bounds
10405          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
10406          *    signed bounds
10407          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
10408          *    about the result
10409          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
10410          * unsigned bounds capture the signed bounds.
10411          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
10412          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
10413          * var_off of the result.
10414          */
10415         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10416         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10417
10418         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
10419         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
10420         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
10421
10422         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10423         __update_reg32_bounds(dst_reg);
10424 }
10425
10426 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10427                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10428 {
10429         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10430         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10431
10432         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
10433          * be negative, then either:
10434          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
10435          *    unknown, so we lose our signed bounds
10436          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
10437          *    signed bounds
10438          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
10439          *    about the result
10440          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
10441          * unsigned bounds capture the signed bounds.
10442          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
10443          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
10444          * var_off of the result.
10445          */
10446         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10447         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10448         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
10449         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
10450         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
10451
10452         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
10453          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
10454          * so we can recalculate later from tnum.
10455          */
10456         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
10457         __update_reg_bounds(dst_reg);
10458 }
10459
10460 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10461                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
10462 {
10463         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10464
10465         /* Upon reaching here, src_known is true and
10466          * umax_val is equal to umin_val.
10467          */
10468         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
10469         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
10470
10471         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
10472
10473         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
10474          * dst_reg var_off to refine the result.
10475          */
10476         dst_reg->u32_min_value = 0;
10477         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
10478
10479         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10480         __update_reg32_bounds(dst_reg);
10481 }
10482
10483 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10484                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
10485 {
10486         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10487
10488         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
10489          * to umin_val.
10490          */
10491         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
10492         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
10493
10494         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
10495
10496         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
10497          * dst_reg var_off to refine the result.
10498          */
10499         dst_reg->umin_value = 0;
10500         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
10501
10502         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
10503          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
10504          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
10505          */
10506         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
10507         __update_reg_bounds(dst_reg);
10508 }
10509
10510 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
10511  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
10512  * need extra checks in the 32-bit case.
10513  */
10514 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
10515                                       struct bpf_insn *insn,
10516                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
10517                                       struct bpf_reg_state src_reg)
10518 {
10519         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10520         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10521         bool src_known;
10522         s64 smin_val, smax_val;
10523         u64 umin_val, umax_val;
10524         s32 s32_min_val, s32_max_val;
10525         u32 u32_min_val, u32_max_val;
10526         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
10527         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
10528         int ret;
10529
10530         smin_val = src_reg.smin_value;
10531         smax_val = src_reg.smax_value;
10532         umin_val = src_reg.umin_value;
10533         umax_val = src_reg.umax_value;
10534
10535         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
10536         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
10537         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
10538         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
10539
10540         if (alu32) {
10541                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
10542                 if ((src_known &&
10543                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
10544                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
10545                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
10546                          * derived from e.g. dead branches.
10547                          */
10548                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
10549                         return 0;
10550                 }
10551         } else {
10552                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
10553                 if ((src_known &&
10554                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
10555                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
10556                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
10557                          * derived from e.g. dead branches.
10558                          */
10559                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
10560                         return 0;
10561                 }
10562         }
10563
10564         if (!src_known &&
10565             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
10566                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
10567                 return 0;
10568         }
10569
10570         if (sanitize_needed(opcode)) {
10571                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
10572                 if (ret < 0)
10573                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
10574         }
10575
10576         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
10577          * There are two classes of instructions: The first class we track both
10578          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
10579          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
10580          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
10581          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
10582          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
10583          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
10584          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
10585          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
10586          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
10587          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
10588          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
10589          */
10590         switch (opcode) {
10591         case BPF_ADD:
10592                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
10593                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
10594                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10595                 break;
10596         case BPF_SUB:
10597                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
10598                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
10599                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10600                 break;
10601         case BPF_MUL:
10602                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10603                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
10604                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
10605                 break;
10606         case BPF_AND:
10607                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10608                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
10609                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
10610                 break;
10611         case BPF_OR:
10612                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10613                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
10614                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
10615                 break;
10616         case BPF_XOR:
10617                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10618                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
10619                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
10620                 break;
10621         case BPF_LSH:
10622                 if (umax_val >= insn_bitness) {
10623                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
10624                          * This includes shifts by a negative number.
10625                          */
10626                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10627                         break;
10628                 }
10629                 if (alu32)
10630                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
10631                 else
10632                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
10633                 break;
10634         case BPF_RSH:
10635                 if (umax_val >= insn_bitness) {
10636                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
10637                          * This includes shifts by a negative number.
10638                          */
10639                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10640                         break;
10641                 }
10642                 if (alu32)
10643                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
10644                 else
10645                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
10646                 break;
10647         case BPF_ARSH:
10648                 if (umax_val >= insn_bitness) {
10649                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
10650                          * This includes shifts by a negative number.
10651                          */
10652                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10653                         break;
10654                 }
10655                 if (alu32)
10656                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
10657                 else
10658                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
10659                 break;
10660         default:
10661                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10662                 break;
10663         }
10664
10665         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
10666         if (alu32)
10667                 zext_32_to_64(dst_reg);
10668         reg_bounds_sync(dst_reg);
10669         return 0;
10670 }
10671
10672 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
10673  * and var_off.
10674  */
10675 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
10676                                    struct bpf_insn *insn)
10677 {
10678         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
10679         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
10680         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
10681         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
10682         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10683         int err;
10684
10685         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10686         src_reg = NULL;
10687         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
10688                 ptr_reg = dst_reg;
10689         else
10690                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
10691                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
10692                  */
10693                 dst_reg->id = 0;
10694         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10695                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
10696                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
10697                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
10698                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
10699                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
10700                                  * pointer subtraction
10701                                  */
10702                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
10703                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10704                                         return 0;
10705                                 }
10706                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
10707                                         insn->dst_reg,
10708                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
10709                                 return -EACCES;
10710                         } else {
10711                                 /* scalar += pointer
10712                                  * This is legal, but we have to reverse our
10713                                  * src/dest handling in computing the range
10714                                  */
10715                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
10716                                 if (err)
10717                                         return err;
10718                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
10719                                                                src_reg, dst_reg);
10720                         }
10721                 } else if (ptr_reg) {
10722                         /* pointer += scalar */
10723                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10724                         if (err)
10725                                 return err;
10726                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
10727                                                        dst_reg, src_reg);
10728                 } else if (dst_reg->precise) {
10729                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
10730                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10731                         if (err)
10732                                 return err;
10733                 }
10734         } else {
10735                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
10736                  * need to be able to read from this state.
10737                  */
10738                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
10739                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
10740                 src_reg = &off_reg;
10741                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
10742                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
10743                                                        ptr_reg, src_reg);
10744         }
10745
10746         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
10747         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
10748                 print_verifier_state(env, state, true);
10749                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
10750                 return -EINVAL;
10751         }
10752         if (WARN_ON(!src_reg)) {
10753                 print_verifier_state(env, state, true);
10754                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
10755                 return -EINVAL;
10756         }
10757         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
10758 }
10759
10760 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
10761 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10762 {
10763         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10764         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10765         int err;
10766
10767         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
10768                 if (opcode == BPF_NEG) {
10769                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
10770                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
10771                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
10772                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
10773                                 return -EINVAL;
10774                         }
10775                 } else {
10776                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
10777                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
10778                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
10779                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
10780                                 return -EINVAL;
10781                         }
10782                 }
10783
10784                 /* check src operand */
10785                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10786                 if (err)
10787                         return err;
10788
10789                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
10790                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
10791                                 insn->dst_reg);
10792                         return -EACCES;
10793                 }
10794
10795                 /* check dest operand */
10796                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
10797                 if (err)
10798                         return err;
10799
10800         } else if (opcode == BPF_MOV) {
10801
10802                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10803                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
10804                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
10805                                 return -EINVAL;
10806                         }
10807
10808                         /* check src operand */
10809                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10810                         if (err)
10811                                 return err;
10812                 } else {
10813                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
10814                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
10815                                 return -EINVAL;
10816                         }
10817                 }
10818
10819                 /* check dest operand, mark as required later */
10820                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
10821                 if (err)
10822                         return err;
10823
10824                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10825                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
10826                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
10827
10828                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
10829                                 /* case: R1 = R2
10830                                  * copy register state to dest reg
10831                                  */
10832                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
10833                                         /* Assign src and dst registers the same ID
10834                                          * that will be used by find_equal_scalars()
10835                                          * to propagate min/max range.
10836                                          */
10837                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
10838                                 *dst_reg = *src_reg;
10839                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
10840                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
10841                         } else {
10842                                 /* R1 = (u32) R2 */
10843                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
10844                                         verbose(env,
10845                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
10846                                                 insn->src_reg);
10847                                         return -EACCES;
10848                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10849                                         *dst_reg = *src_reg;
10850                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
10851                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
10852                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
10853                                          */
10854                                         dst_reg->id = 0;
10855                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
10856                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
10857                                 } else {
10858                                         mark_reg_unknown(env, regs,
10859                                                          insn->dst_reg);
10860                                 }
10861                                 zext_32_to_64(dst_reg);
10862                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
10863                         }
10864                 } else {
10865                         /* case: R = imm
10866                          * remember the value we stored into this reg
10867                          */
10868                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
10869                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10870                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
10871                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
10872                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
10873                                                  insn->imm);
10874                         } else {
10875                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
10876                                                  (u32)insn->imm);
10877                         }
10878                 }
10879
10880         } else if (opcode > BPF_END) {
10881                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
10882                 return -EINVAL;
10883
10884         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
10885
10886                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10887                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
10888                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
10889                                 return -EINVAL;
10890                         }
10891                         /* check src1 operand */
10892                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10893                         if (err)
10894                                 return err;
10895                 } else {
10896                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
10897                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
10898                                 return -EINVAL;
10899                         }
10900                 }
10901
10902                 /* check src2 operand */
10903                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10904                 if (err)
10905                         return err;
10906
10907                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
10908                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
10909                         verbose(env, "div by zero\n");
10910                         return -EINVAL;
10911                 }
10912
10913                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
10914                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
10915                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
10916
10917                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
10918                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
10919                                 return -EINVAL;
10920                         }
10921                 }
10922
10923                 /* check dest operand */
10924                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
10925                 if (err)
10926                         return err;
10927
10928                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
10929         }
10930
10931         return 0;
10932 }
10933
10934 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
10935                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
10936                                    enum bpf_reg_type type,
10937                                    bool range_right_open)
10938 {
10939         struct bpf_func_state *state;
10940         struct bpf_reg_state *reg;
10941         int new_range;
10942
10943         if (dst_reg->off < 0 ||
10944             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
10945                 /* This doesn't give us any range */
10946                 return;
10947
10948         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
10949             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
10950                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
10951                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
10952                  */
10953                 return;
10954
10955         new_range = dst_reg->off;
10956         if (range_right_open)
10957                 new_range++;
10958
10959         /* Examples for register markings:
10960          *
10961          * pkt_data in dst register:
10962          *
10963          *   r2 = r3;
10964          *   r2 += 8;
10965          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
10966          *   <access okay>
10967          *
10968          *   r2 = r3;
10969          *   r2 += 8;
10970          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
10971          *   <handle exception>
10972          *
10973          *   Where:
10974          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
10975          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
10976          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
10977          *
10978          * pkt_data in src register:
10979          *
10980          *   r2 = r3;
10981          *   r2 += 8;
10982          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
10983          *   <handle exception>
10984          *
10985          *   r2 = r3;
10986          *   r2 += 8;
10987          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
10988          *   <access okay>
10989          *
10990          *   Where:
10991          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
10992          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
10993          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
10994          *
10995          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
10996          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
10997          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
10998          * the check.
10999          */
11000
11001         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
11002          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
11003          * the range won't allow anything.
11004          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
11005          */
11006         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
11007                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
11008                         /* keep the maximum range already checked */
11009                         reg->range = max(reg->range, new_range);
11010         }));
11011 }
11012
11013 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
11014 {
11015         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
11016         s32 sval = (s32)val;
11017
11018         switch (opcode) {
11019         case BPF_JEQ:
11020                 if (tnum_is_const(subreg))
11021                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
11022                 break;
11023         case BPF_JNE:
11024                 if (tnum_is_const(subreg))
11025                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
11026                 break;
11027         case BPF_JSET:
11028                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
11029                         return 1;
11030                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
11031                         return 0;
11032                 break;
11033         case BPF_JGT:
11034                 if (reg->u32_min_value > val)
11035                         return 1;
11036                 else if (reg->u32_max_value <= val)
11037                         return 0;
11038                 break;
11039         case BPF_JSGT:
11040                 if (reg->s32_min_value > sval)
11041                         return 1;
11042                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
11043                         return 0;
11044                 break;
11045         case BPF_JLT:
11046                 if (reg->u32_max_value < val)
11047                         return 1;
11048                 else if (reg->u32_min_value >= val)
11049                         return 0;
11050                 break;
11051         case BPF_JSLT:
11052                 if (reg->s32_max_value < sval)
11053                         return 1;
11054                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
11055                         return 0;
11056                 break;
11057         case BPF_JGE:
11058                 if (reg->u32_min_value >= val)
11059                         return 1;
11060                 else if (reg->u32_max_value < val)
11061                         return 0;
11062                 break;
11063         case BPF_JSGE:
11064                 if (reg->s32_min_value >= sval)
11065                         return 1;
11066                 else if (reg->s32_max_value < sval)
11067                         return 0;
11068                 break;
11069         case BPF_JLE:
11070                 if (reg->u32_max_value <= val)
11071                         return 1;
11072                 else if (reg->u32_min_value > val)
11073                         return 0;
11074                 break;
11075         case BPF_JSLE:
11076                 if (reg->s32_max_value <= sval)
11077                         return 1;
11078                 else if (reg->s32_min_value > sval)
11079                         return 0;
11080                 break;
11081         }
11082
11083         return -1;
11084 }
11085
11086
11087 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
11088 {
11089         s64 sval = (s64)val;
11090
11091         switch (opcode) {
11092         case BPF_JEQ:
11093                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
11094                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
11095                 break;
11096         case BPF_JNE:
11097                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
11098                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
11099                 break;
11100         case BPF_JSET:
11101                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
11102                         return 1;
11103                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
11104                         return 0;
11105                 break;
11106         case BPF_JGT:
11107                 if (reg->umin_value > val)
11108                         return 1;
11109                 else if (reg->umax_value <= val)
11110                         return 0;
11111                 break;
11112         case BPF_JSGT:
11113                 if (reg->smin_value > sval)
11114                         return 1;
11115                 else if (reg->smax_value <= sval)
11116                         return 0;
11117                 break;
11118         case BPF_JLT:
11119                 if (reg->umax_value < val)
11120                         return 1;
11121                 else if (reg->umin_value >= val)
11122                         return 0;
11123                 break;
11124         case BPF_JSLT:
11125                 if (reg->smax_value < sval)
11126                         return 1;
11127                 else if (reg->smin_value >= sval)
11128                         return 0;
11129                 break;
11130         case BPF_JGE:
11131                 if (reg->umin_value >= val)
11132                         return 1;
11133                 else if (reg->umax_value < val)
11134                         return 0;
11135                 break;
11136         case BPF_JSGE:
11137                 if (reg->smin_value >= sval)
11138                         return 1;
11139                 else if (reg->smax_value < sval)
11140                         return 0;
11141                 break;
11142         case BPF_JLE:
11143                 if (reg->umax_value <= val)
11144                         return 1;
11145                 else if (reg->umin_value > val)
11146                         return 0;
11147                 break;
11148         case BPF_JSLE:
11149                 if (reg->smax_value <= sval)
11150                         return 1;
11151                 else if (reg->smin_value > sval)
11152                         return 0;
11153                 break;
11154         }
11155
11156         return -1;
11157 }
11158
11159 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
11160  * and return:
11161  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
11162  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
11163  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
11164  *      range [0,10]
11165  */
11166 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
11167                            bool is_jmp32)
11168 {
11169         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
11170                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
11171                         return -1;
11172
11173                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
11174                  * use this to direct branch taken.
11175                  */
11176                 if (val != 0)
11177                         return -1;
11178
11179                 switch (opcode) {
11180                 case BPF_JEQ:
11181                         return 0;
11182                 case BPF_JNE:
11183                         return 1;
11184                 default:
11185                         return -1;
11186                 }
11187         }
11188
11189         if (is_jmp32)
11190                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
11191         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
11192 }
11193
11194 static int flip_opcode(u32 opcode)
11195 {
11196         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
11197         static const u8 opcode_flip[16] = {
11198                 /* these stay the same */
11199                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
11200                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
11201                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
11202                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
11203                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
11204                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
11205                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
11206                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
11207                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
11208                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
11209                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
11210                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
11211         };
11212         return opcode_flip[opcode >> 4];
11213 }
11214
11215 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11216                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
11217                                    u8 opcode)
11218 {
11219         struct bpf_reg_state *pkt;
11220
11221         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
11222                 pkt = dst_reg;
11223         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
11224                 pkt = src_reg;
11225                 opcode = flip_opcode(opcode);
11226         } else {
11227                 return -1;
11228         }
11229
11230         if (pkt->range >= 0)
11231                 return -1;
11232
11233         switch (opcode) {
11234         case BPF_JLE:
11235                 /* pkt <= pkt_end */
11236                 fallthrough;
11237         case BPF_JGT:
11238                 /* pkt > pkt_end */
11239                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
11240                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
11241                         return opcode == BPF_JGT;
11242                 break;
11243         case BPF_JLT:
11244                 /* pkt < pkt_end */
11245                 fallthrough;
11246         case BPF_JGE:
11247                 /* pkt >= pkt_end */
11248                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
11249                         return opcode == BPF_JGE;
11250                 break;
11251         }
11252         return -1;
11253 }
11254
11255 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
11256  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
11257  * simply doing a BPF_K check.
11258  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
11259  */
11260 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
11261                             struct bpf_reg_state *false_reg,
11262                             u64 val, u32 val32,
11263                             u8 opcode, bool is_jmp32)
11264 {
11265         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
11266         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
11267         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
11268         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
11269         s64 sval = (s64)val;
11270         s32 sval32 = (s32)val32;
11271
11272         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
11273          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
11274          * the same object, but we don't bother with that.
11275          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
11276          * only need to check one of them for pointerness.
11277          */
11278         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
11279                 return;
11280
11281         switch (opcode) {
11282         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
11283          *
11284          * r1 = r2;
11285          * if (r1 == 42) goto label;
11286          * ...
11287          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
11288          *
11289          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
11290          */
11291         case BPF_JEQ:
11292                 if (is_jmp32) {
11293                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
11294                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
11295                 } else {
11296                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
11297                         true_64off = true_reg->var_off;
11298                 }
11299                 break;
11300         case BPF_JNE:
11301                 if (is_jmp32) {
11302                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
11303                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
11304                 } else {
11305                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
11306                         false_64off = false_reg->var_off;
11307                 }
11308                 break;
11309         case BPF_JSET:
11310                 if (is_jmp32) {
11311                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
11312                         if (is_power_of_2(val32))
11313                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
11314                                                      tnum_const(val32));
11315                 } else {
11316                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
11317                         if (is_power_of_2(val))
11318                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
11319                                                      tnum_const(val));
11320                 }
11321                 break;
11322         case BPF_JGE:
11323         case BPF_JGT:
11324         {
11325                 if (is_jmp32) {
11326                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
11327                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
11328
11329                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
11330                                                        false_umax);
11331                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
11332                                                       true_umin);
11333                 } else {
11334                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
11335                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
11336
11337                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
11338                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
11339                 }
11340                 break;
11341         }
11342         case BPF_JSGE:
11343         case BPF_JSGT:
11344         {
11345                 if (is_jmp32) {
11346                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
11347                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
11348
11349                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
11350                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
11351                 } else {
11352                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
11353                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
11354
11355                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
11356                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
11357                 }
11358                 break;
11359         }
11360         case BPF_JLE:
11361         case BPF_JLT:
11362         {
11363                 if (is_jmp32) {
11364                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
11365                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
11366
11367                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
11368                                                        false_umin);
11369                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
11370                                                       true_umax);
11371                 } else {
11372                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
11373                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
11374
11375                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
11376                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
11377                 }
11378                 break;
11379         }
11380         case BPF_JSLE:
11381         case BPF_JSLT:
11382         {
11383                 if (is_jmp32) {
11384                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
11385                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
11386
11387                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
11388                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
11389                 } else {
11390                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
11391                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
11392
11393                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
11394                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
11395                 }
11396                 break;
11397         }
11398         default:
11399                 return;
11400         }
11401
11402         if (is_jmp32) {
11403                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
11404                                              tnum_subreg(false_32off));
11405                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
11406                                             tnum_subreg(true_32off));
11407                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
11408                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
11409         } else {
11410                 false_reg->var_off = false_64off;
11411                 true_reg->var_off = true_64off;
11412                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
11413                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
11414         }
11415 }
11416
11417 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
11418  * the variable reg.
11419  */
11420 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
11421                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
11422                                 u64 val, u32 val32,
11423                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
11424 {
11425         opcode = flip_opcode(opcode);
11426         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
11427          * BPF_JA, can't get here.
11428          */
11429         if (opcode)
11430                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
11431 }
11432
11433 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
11434 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
11435                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
11436 {
11437         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
11438                                                         dst_reg->umin_value);
11439         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
11440                                                         dst_reg->umax_value);
11441         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
11442                                                         dst_reg->smin_value);
11443         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
11444                                                         dst_reg->smax_value);
11445         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
11446                                                              dst_reg->var_off);
11447         reg_bounds_sync(src_reg);
11448         reg_bounds_sync(dst_reg);
11449 }
11450
11451 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
11452                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
11453                                 struct bpf_reg_state *false_src,
11454                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
11455                                 u8 opcode)
11456 {
11457         switch (opcode) {
11458         case BPF_JEQ:
11459                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
11460                 break;
11461         case BPF_JNE:
11462                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
11463                 break;
11464         }
11465 }
11466
11467 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
11468                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
11469                                  bool is_null)
11470 {
11471         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
11472             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
11473                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
11474                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
11475                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
11476                  * convert the register.
11477                  *
11478                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
11479                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
11480                  * is fine to expect to see reg->off.
11481                  */
11482                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
11483                         return;
11484                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL) && WARN_ON_ONCE(reg->off))
11485                         return;
11486                 if (is_null) {
11487                         reg->type = SCALAR_VALUE;
11488                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
11489                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
11490                          * so that state pruning has chances to take effect.
11491                          */
11492                         reg->id = 0;
11493                         reg->ref_obj_id = 0;
11494
11495                         return;
11496                 }
11497
11498                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
11499
11500                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
11501                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
11502                          * in release_reference().
11503                          *
11504                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
11505                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
11506                          */
11507                         reg->id = 0;
11508                 }
11509         }
11510 }
11511
11512 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
11513  * be folded together at some point.
11514  */
11515 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
11516                                   bool is_null)
11517 {
11518         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
11519         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
11520         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
11521         u32 id = regs[regno].id;
11522
11523         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
11524                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
11525                  * No one could have freed the reference state before
11526                  * doing the NULL check.
11527                  */
11528                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
11529
11530         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
11531                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
11532         }));
11533 }
11534
11535 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
11536                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
11537                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
11538                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
11539                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
11540 {
11541         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
11542                 return false;
11543
11544         /* Pointers are always 64-bit. */
11545         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
11546                 return false;
11547
11548         switch (BPF_OP(insn->code)) {
11549         case BPF_JGT:
11550                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11551                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11552                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11553                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11554                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
11555                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
11556                                                dst_reg->type, false);
11557                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
11558                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11559                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11560                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11561                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11562                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
11563                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
11564                                                src_reg->type, true);
11565                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
11566                 } else {
11567                         return false;
11568                 }
11569                 break;
11570         case BPF_JLT:
11571                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11572                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11573                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11574                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11575                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
11576                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
11577                                                dst_reg->type, true);
11578                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
11579                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11580                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11581                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11582                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11583                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
11584                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
11585                                                src_reg->type, false);
11586                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
11587                 } else {
11588                         return false;
11589                 }
11590                 break;
11591         case BPF_JGE:
11592                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11593                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11594                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11595                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11596                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
11597                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
11598                                                dst_reg->type, true);
11599                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
11600                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11601                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11602                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11603                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11604                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
11605                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
11606                                                src_reg->type, false);
11607                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
11608                 } else {
11609                         return false;
11610                 }
11611                 break;
11612         case BPF_JLE:
11613                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11614                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11615                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11616                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11617                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
11618                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
11619                                                dst_reg->type, false);
11620                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
11621                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11622                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11623                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11624                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11625                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
11626                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
11627                                                src_reg->type, true);
11628                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
11629                 } else {
11630                         return false;
11631                 }
11632                 break;
11633         default:
11634                 return false;
11635         }
11636
11637         return true;
11638 }
11639
11640 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
11641                                struct bpf_reg_state *known_reg)
11642 {
11643         struct bpf_func_state *state;
11644         struct bpf_reg_state *reg;
11645
11646         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
11647                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
11648                         *reg = *known_reg;
11649         }));
11650 }
11651
11652 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
11653                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
11654 {
11655         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
11656         struct bpf_verifier_state *other_branch;
11657         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
11658         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
11659         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
11660         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11661         bool is_jmp32;
11662         int pred = -1;
11663         int err;
11664
11665         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
11666         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
11667                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
11668                 return -EINVAL;
11669         }
11670
11671         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11672                 if (insn->imm != 0) {
11673                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
11674                         return -EINVAL;
11675                 }
11676
11677                 /* check src1 operand */
11678                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
11679                 if (err)
11680                         return err;
11681
11682                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
11683                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
11684                                 insn->src_reg);
11685                         return -EACCES;
11686                 }
11687                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
11688         } else {
11689                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
11690                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
11691                         return -EINVAL;
11692                 }
11693         }
11694
11695         /* check src2 operand */
11696         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
11697         if (err)
11698                 return err;
11699
11700         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
11701         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
11702
11703         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11704                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
11705         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
11706                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
11707                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
11708                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
11709                                        opcode,
11710                                        is_jmp32);
11711         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
11712                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
11713                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
11714                                        src_reg->var_off.value,
11715                                        opcode,
11716                                        is_jmp32);
11717         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
11718                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
11719                    !is_jmp32) {
11720                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
11721         }
11722
11723         if (pred >= 0) {
11724                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
11725                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
11726                  */
11727                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
11728                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
11729                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
11730                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
11731                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
11732                 if (err)
11733                         return err;
11734         }
11735
11736         if (pred == 1) {
11737                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
11738                  * the fall-through branch for simulation under speculative
11739                  * execution.
11740                  */
11741                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
11742                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
11743                                                *insn_idx))
11744                         return -EFAULT;
11745                 *insn_idx += insn->off;
11746                 return 0;
11747         } else if (pred == 0) {
11748                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
11749                  * program will go. If needed, push the goto branch for
11750                  * simulation under speculative execution.
11751                  */
11752                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
11753                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
11754                                                *insn_idx + insn->off + 1,
11755                                                *insn_idx))
11756                         return -EFAULT;
11757                 return 0;
11758         }
11759
11760         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
11761                                   false);
11762         if (!other_branch)
11763                 return -EFAULT;
11764         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
11765
11766         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
11767          * our min/max values for our dst register.
11768          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
11769          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
11770          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
11771          * comparable.
11772          */
11773         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11774                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
11775
11776                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
11777                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
11778                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
11779                             (is_jmp32 &&
11780                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
11781                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
11782                                                 dst_reg,
11783                                                 src_reg->var_off.value,
11784                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
11785                                                 opcode, is_jmp32);
11786                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
11787                                  (is_jmp32 &&
11788                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
11789                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
11790                                                     src_reg,
11791                                                     dst_reg->var_off.value,
11792                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
11793                                                     opcode, is_jmp32);
11794                         else if (!is_jmp32 &&
11795                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
11796                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
11797                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
11798                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
11799                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
11800                         if (src_reg->id &&
11801                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
11802                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
11803                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
11804                         }
11805
11806                 }
11807         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
11808                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
11809                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
11810                                         opcode, is_jmp32);
11811         }
11812
11813         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
11814             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
11815                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
11816                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
11817         }
11818
11819         /* if one pointer register is compared to another pointer
11820          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
11821          * E.g. register A - maybe null
11822          *      register B - not null
11823          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
11824          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
11825          */
11826         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
11827             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
11828             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type)) {
11829                 eq_branch_regs = NULL;
11830                 switch (opcode) {
11831                 case BPF_JEQ:
11832                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
11833                         break;
11834                 case BPF_JNE:
11835                         eq_branch_regs = regs;
11836                         break;
11837                 default:
11838                         /* do nothing */
11839                         break;
11840                 }
11841                 if (eq_branch_regs) {
11842                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
11843                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
11844                         else
11845                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
11846                 }
11847         }
11848
11849         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
11850          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
11851          *       which will never be JMP32.
11852          */
11853         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
11854             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
11855             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
11856                 /* Mark all identical registers in each branch as either
11857                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
11858                  */
11859                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
11860                                       opcode == BPF_JNE);
11861                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
11862                                       opcode == BPF_JEQ);
11863         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
11864                                            this_branch, other_branch) &&
11865                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
11866                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
11867                         insn->dst_reg);
11868                 return -EACCES;
11869         }
11870         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
11871                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
11872         return 0;
11873 }
11874
11875 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
11876 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
11877 {
11878         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11879         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11880         struct bpf_reg_state *dst_reg;
11881         struct bpf_map *map;
11882         int err;
11883
11884         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
11885                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
11886                 return -EINVAL;
11887         }
11888         if (insn->off != 0) {
11889                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
11890                 return -EINVAL;
11891         }
11892
11893         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
11894         if (err)
11895                 return err;
11896
11897         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
11898         if (insn->src_reg == 0) {
11899                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
11900
11901                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
11902                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
11903                 return 0;
11904         }
11905
11906         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
11907          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
11908          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
11909          */
11910         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
11911
11912         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
11913                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
11914                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
11915                 case PTR_TO_MEM:
11916                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
11917                         break;
11918                 case PTR_TO_BTF_ID:
11919                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
11920                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
11921                         break;
11922                 default:
11923                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11924                         return -EFAULT;
11925                 }
11926                 return 0;
11927         }
11928
11929         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
11930                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11931                 u32 subprogno = find_subprog(env,
11932                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
11933
11934                 if (!aux->func_info) {
11935                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
11936                         return -EINVAL;
11937                 }
11938                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
11939                         verbose(env, "callback function not static\n");
11940                         return -EINVAL;
11941                 }
11942
11943                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
11944                 dst_reg->subprogno = subprogno;
11945                 return 0;
11946         }
11947
11948         map = env->used_maps[aux->map_index];
11949         dst_reg->map_ptr = map;
11950
11951         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
11952             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
11953                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
11954                 dst_reg->off = aux->map_off;
11955                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
11956                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
11957         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
11958                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
11959                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
11960         } else {
11961                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11962                 return -EINVAL;
11963         }
11964
11965         return 0;
11966 }
11967
11968 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
11969 {
11970         switch (type) {
11971         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
11972         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
11973         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
11974                 return true;
11975         default:
11976                 return false;
11977         }
11978 }
11979
11980 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
11981  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
11982  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
11983  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
11984  *
11985  * Implicit input:
11986  *   ctx == skb == R6 == CTX
11987  *
11988  * Explicit input:
11989  *   SRC == any register
11990  *   IMM == 32-bit immediate
11991  *
11992  * Output:
11993  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
11994  */
11995 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
11996 {
11997         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11998         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
11999         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
12000         int i, err;
12001
12002         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
12003                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
12004                 return -EINVAL;
12005         }
12006
12007         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
12008                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
12009                 return -EINVAL;
12010         }
12011
12012         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
12013             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
12014             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
12015                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
12016                 return -EINVAL;
12017         }
12018
12019         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
12020         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
12021         if (err)
12022                 return err;
12023
12024         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
12025          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
12026          * reference leak.
12027          */
12028         err = check_reference_leak(env);
12029         if (err) {
12030                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
12031                 return err;
12032         }
12033
12034         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
12035                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
12036                 return -EINVAL;
12037         }
12038
12039         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
12040                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
12041                 return -EINVAL;
12042         }
12043
12044         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
12045                 verbose(env,
12046                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
12047                 return -EINVAL;
12048         }
12049
12050         if (mode == BPF_IND) {
12051                 /* check explicit source operand */
12052                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12053                 if (err)
12054                         return err;
12055         }
12056
12057         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
12058         if (err < 0)
12059                 return err;
12060
12061         /* reset caller saved regs to unreadable */
12062         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
12063                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
12064                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
12065         }
12066
12067         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
12068          * the value fetched from the packet.
12069          * Already marked as written above.
12070          */
12071         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
12072         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
12073         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
12074         return 0;
12075 }
12076
12077 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
12078 {
12079         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
12080         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
12081         struct bpf_reg_state *reg;
12082         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
12083         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
12084         int err;
12085         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
12086         const bool is_subprog = frame->subprogno;
12087
12088         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
12089         if (!is_subprog) {
12090                 switch (prog_type) {
12091                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
12092                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
12093                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
12094                                 break;
12095                         fallthrough;
12096                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
12097                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
12098                                 return 0;
12099                         break;
12100                 default:
12101                         break;
12102                 }
12103         }
12104
12105         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
12106          * to return the value from eBPF program.
12107          * Make sure that it's readable at this time
12108          * of bpf_exit, which means that program wrote
12109          * something into it earlier
12110          */
12111         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
12112         if (err)
12113                 return err;
12114
12115         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
12116                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
12117                 return -EACCES;
12118         }
12119
12120         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
12121
12122         if (frame->in_async_callback_fn) {
12123                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
12124                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
12125                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
12126                                 reg_type_str(env, reg->type));
12127                         return -EINVAL;
12128                 }
12129
12130                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
12131                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
12132                         return -EINVAL;
12133                 }
12134                 return 0;
12135         }
12136
12137         if (is_subprog) {
12138                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
12139                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
12140                                 reg_type_str(env, reg->type));
12141                         return -EINVAL;
12142                 }
12143                 return 0;
12144         }
12145
12146         switch (prog_type) {
12147         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
12148                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
12149                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
12150                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
12151                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
12152                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
12153                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
12154                         range = tnum_range(1, 1);
12155                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
12156                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
12157                         range = tnum_range(0, 3);
12158                 break;
12159         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
12160                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
12161                         range = tnum_range(0, 3);
12162                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
12163                 }
12164                 break;
12165         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
12166         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
12167         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
12168         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
12169         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
12170                 break;
12171         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
12172                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
12173                         return 0;
12174                 range = tnum_const(0);
12175                 break;
12176         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
12177                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
12178                 case BPF_TRACE_FENTRY:
12179                 case BPF_TRACE_FEXIT:
12180                         range = tnum_const(0);
12181                         break;
12182                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
12183                 case BPF_MODIFY_RETURN:
12184                         return 0;
12185                 case BPF_TRACE_ITER:
12186                         break;
12187                 default:
12188                         return -ENOTSUPP;
12189                 }
12190                 break;
12191         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
12192                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
12193                 break;
12194
12195         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
12196                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
12197                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
12198                          * any value.
12199                          */
12200                         return 0;
12201                 }
12202                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
12203                         /* Make sure programs that attach to void
12204                          * hooks don't try to modify return value.
12205                          */
12206                         range = tnum_range(1, 1);
12207                 }
12208                 break;
12209
12210         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
12211                 /* freplace program can return anything as its return value
12212                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
12213                  */
12214         default:
12215                 return 0;
12216         }
12217
12218         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
12219                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
12220                         reg_type_str(env, reg->type));
12221                 return -EINVAL;
12222         }
12223
12224         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
12225                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
12226                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
12227                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
12228                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
12229                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
12230                 return -EINVAL;
12231         }
12232
12233         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
12234             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
12235                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
12236         return 0;
12237 }
12238
12239 /* non-recursive DFS pseudo code
12240  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
12241  * 2      label v as discovered
12242  * 3      let S be a stack
12243  * 4      S.push(v)
12244  * 5      while S is not empty
12245  * 6            t <- S.peek()
12246  * 7            if t is what we're looking for:
12247  * 8                return t
12248  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
12249  * 10               if edge e is already labelled
12250  * 11                   continue with the next edge
12251  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
12252  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
12253  * 14                   label e as tree-edge
12254  * 15                   label w as discovered
12255  * 16                   S.push(w)
12256  * 17                   continue at 5
12257  * 18               else if vertex w is discovered
12258  * 19                   label e as back-edge
12259  * 20               else
12260  * 21                   // vertex w is explored
12261  * 22                   label e as forward- or cross-edge
12262  * 23           label t as explored
12263  * 24           S.pop()
12264  *
12265  * convention:
12266  * 0x10 - discovered
12267  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
12268  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
12269  * 0x20 - explored
12270  */
12271
12272 enum {
12273         DISCOVERED = 0x10,
12274         EXPLORED = 0x20,
12275         FALLTHROUGH = 1,
12276         BRANCH = 2,
12277 };
12278
12279 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
12280 {
12281         return env->prog->len;
12282 }
12283
12284 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
12285                                         struct bpf_verifier_env *env,
12286                                         int idx)
12287 {
12288         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
12289         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
12290
12291         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
12292 }
12293
12294 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
12295 {
12296         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
12297 }
12298
12299 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
12300 {
12301         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
12302 }
12303
12304 enum {
12305         DONE_EXPLORING = 0,
12306         KEEP_EXPLORING = 1,
12307 };
12308
12309 /* t, w, e - match pseudo-code above:
12310  * t - index of current instruction
12311  * w - next instruction
12312  * e - edge
12313  */
12314 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
12315                      bool loop_ok)
12316 {
12317         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
12318         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
12319
12320         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
12321                 return DONE_EXPLORING;
12322
12323         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
12324                 return DONE_EXPLORING;
12325
12326         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
12327                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
12328                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
12329                 return -EINVAL;
12330         }
12331
12332         if (e == BRANCH) {
12333                 /* mark branch target for state pruning */
12334                 mark_prune_point(env, w);
12335                 mark_jmp_point(env, w);
12336         }
12337
12338         if (insn_state[w] == 0) {
12339                 /* tree-edge */
12340                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
12341                 insn_state[w] = DISCOVERED;
12342                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
12343                         return -E2BIG;
12344                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
12345                 return KEEP_EXPLORING;
12346         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
12347                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
12348                         return DONE_EXPLORING;
12349                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
12350                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
12351                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
12352                 return -EINVAL;
12353         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
12354                 /* forward- or cross-edge */
12355                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
12356         } else {
12357                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
12358                 return -EFAULT;
12359         }
12360         return DONE_EXPLORING;
12361 }
12362
12363 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
12364                                 struct bpf_verifier_env *env,
12365                                 bool visit_callee)
12366 {
12367         int ret;
12368
12369         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
12370         if (ret)
12371                 return ret;
12372
12373         mark_prune_point(env, t + 1);
12374         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
12375         mark_jmp_point(env, t + 1);
12376
12377         if (visit_callee) {
12378                 mark_prune_point(env, t);
12379                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
12380                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
12381                                  * view. __check_func_call() will do the actual
12382                                  * check.
12383                                  */
12384                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
12385         }
12386         return ret;
12387 }
12388
12389 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
12390  *  < 0 - an error occurred
12391  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
12392  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
12393  */
12394 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
12395 {
12396         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
12397         int ret;
12398
12399         if (bpf_pseudo_func(insns + t))
12400                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
12401
12402         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
12403         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
12404             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
12405                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
12406
12407         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
12408         case BPF_EXIT:
12409                 return DONE_EXPLORING;
12410
12411         case BPF_CALL:
12412                 if (insns[t].imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
12413                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
12414                          * is_state_visited() check before call itself is
12415                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
12416                          * async state will be pushed for further exploration.
12417                          */
12418                         mark_prune_point(env, t);
12419                 return visit_func_call_insn(t, insns, env,
12420                                             insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
12421
12422         case BPF_JA:
12423                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
12424                         return -EINVAL;
12425
12426                 /* unconditional jump with single edge */
12427                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
12428                                 true);
12429                 if (ret)
12430                         return ret;
12431
12432                 mark_prune_point(env, t + insns[t].off + 1);
12433                 mark_jmp_point(env, t + insns[t].off + 1);
12434
12435                 return ret;
12436
12437         default:
12438                 /* conditional jump with two edges */
12439                 mark_prune_point(env, t);
12440
12441                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
12442                 if (ret)
12443                         return ret;
12444
12445                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
12446         }
12447 }
12448
12449 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
12450  * loop == back-edge in directed graph
12451  */
12452 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
12453 {
12454         int insn_cnt = env->prog->len;
12455         int *insn_stack, *insn_state;
12456         int ret = 0;
12457         int i;
12458
12459         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
12460         if (!insn_state)
12461                 return -ENOMEM;
12462
12463         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
12464         if (!insn_stack) {
12465                 kvfree(insn_state);
12466                 return -ENOMEM;
12467         }
12468
12469         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
12470         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
12471         env->cfg.cur_stack = 1;
12472
12473         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
12474                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
12475
12476                 ret = visit_insn(t, env);
12477                 switch (ret) {
12478                 case DONE_EXPLORING:
12479                         insn_state[t] = EXPLORED;
12480                         env->cfg.cur_stack--;
12481                         break;
12482                 case KEEP_EXPLORING:
12483                         break;
12484                 default:
12485                         if (ret > 0) {
12486                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
12487                                 ret = -EFAULT;
12488                         }
12489                         goto err_free;
12490                 }
12491         }
12492
12493         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
12494                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
12495                 ret = -EFAULT;
12496                 goto err_free;
12497         }
12498
12499         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
12500                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
12501                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
12502                         ret = -EINVAL;
12503                         goto err_free;
12504                 }
12505         }
12506         ret = 0; /* cfg looks good */
12507
12508 err_free:
12509         kvfree(insn_state);
12510         kvfree(insn_stack);
12511         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
12512         return ret;
12513 }
12514
12515 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
12516 {
12517         int i;
12518
12519         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
12520                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
12521                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
12522                         return -EINVAL;
12523                 }
12524                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
12525                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
12526                         return -EINVAL;
12527                 }
12528         }
12529         return 0;
12530 }
12531
12532 /* The minimum supported BTF func info size */
12533 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
12534 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
12535
12536 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
12537                           const union bpf_attr *attr,
12538                           bpfptr_t uattr)
12539 {
12540         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
12541         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
12542         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
12543         struct bpf_func_info *krecord;
12544         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
12545         struct bpf_prog *prog;
12546         const struct btf *btf;
12547         bpfptr_t urecord;
12548         u32 prev_offset = 0;
12549         bool scalar_return;
12550         int ret = -ENOMEM;
12551
12552         nfuncs = attr->func_info_cnt;
12553         if (!nfuncs) {
12554                 if (check_abnormal_return(env))
12555                         return -EINVAL;
12556                 return 0;
12557         }
12558
12559         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
12560                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
12561                 return -EINVAL;
12562         }
12563
12564         urec_size = attr->func_info_rec_size;
12565         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
12566             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
12567             urec_size % sizeof(u32)) {
12568                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
12569                 return -EINVAL;
12570         }
12571
12572         prog = env->prog;
12573         btf = prog->aux->btf;
12574
12575         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
12576         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
12577
12578         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
12579         if (!krecord)
12580                 return -ENOMEM;
12581         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
12582         if (!info_aux)
12583                 goto err_free;
12584
12585         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
12586                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
12587                 if (ret) {
12588                         if (ret == -E2BIG) {
12589                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
12590                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
12591                                  * out the rest of the record.
12592                                  */
12593                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
12594                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
12595                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
12596                                         ret = -EFAULT;
12597                         }
12598                         goto err_free;
12599                 }
12600
12601                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
12602                         ret = -EFAULT;
12603                         goto err_free;
12604                 }
12605
12606                 /* check insn_off */
12607                 ret = -EINVAL;
12608                 if (i == 0) {
12609                         if (krecord[i].insn_off) {
12610                                 verbose(env,
12611                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
12612                                         krecord[i].insn_off);
12613                                 goto err_free;
12614                         }
12615                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
12616                         verbose(env,
12617                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
12618                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
12619                         goto err_free;
12620                 }
12621
12622                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
12623                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
12624                         goto err_free;
12625                 }
12626
12627                 /* check type_id */
12628                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
12629                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
12630                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
12631                                 krecord[i].type_id);
12632                         goto err_free;
12633                 }
12634                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
12635
12636                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
12637                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
12638                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
12639                         goto err_free;
12640                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
12641                 scalar_return =
12642                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
12643                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
12644                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
12645                         goto err_free;
12646                 }
12647                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
12648                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
12649                         goto err_free;
12650                 }
12651
12652                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
12653                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
12654         }
12655
12656         prog->aux->func_info = krecord;
12657         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
12658         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
12659         return 0;
12660
12661 err_free:
12662         kvfree(krecord);
12663         kfree(info_aux);
12664         return ret;
12665 }
12666
12667 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
12668 {
12669         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
12670         int i;
12671
12672         if (!aux->func_info)
12673                 return;
12674
12675         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
12676                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
12677 }
12678
12679 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
12680 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
12681
12682 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
12683                           const union bpf_attr *attr,
12684                           bpfptr_t uattr)
12685 {
12686         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
12687         struct bpf_subprog_info *sub;
12688         struct bpf_line_info *linfo;
12689         struct bpf_prog *prog;
12690         const struct btf *btf;
12691         bpfptr_t ulinfo;
12692         int err;
12693
12694         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
12695         if (!nr_linfo)
12696                 return 0;
12697         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
12698                 return -EINVAL;
12699
12700         rec_size = attr->line_info_rec_size;
12701         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
12702             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
12703             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
12704                 return -EINVAL;
12705
12706         /* Need to zero it in case the userspace may
12707          * pass in a smaller bpf_line_info object.
12708          */
12709         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
12710                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
12711         if (!linfo)
12712                 return -ENOMEM;
12713
12714         prog = env->prog;
12715         btf = prog->aux->btf;
12716
12717         s = 0;
12718         sub = env->subprog_info;
12719         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
12720         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
12721         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
12722         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
12723                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
12724                 if (err) {
12725                         if (err == -E2BIG) {
12726                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
12727                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
12728                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
12729                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
12730                                         err = -EFAULT;
12731                         }
12732                         goto err_free;
12733                 }
12734
12735                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
12736                         err = -EFAULT;
12737                         goto err_free;
12738                 }
12739
12740                 /*
12741                  * Check insn_off to ensure
12742                  * 1) strictly increasing AND
12743                  * 2) bounded by prog->len
12744                  *
12745                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
12746                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
12747                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
12748                  * first sub also and the first sub must have
12749                  * subprog_info[0].start == 0.
12750                  */
12751                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
12752                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
12753                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
12754                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
12755                                 prog->len);
12756                         err = -EINVAL;
12757                         goto err_free;
12758                 }
12759
12760                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
12761                         verbose(env,
12762                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
12763                                 i);
12764                         err = -EINVAL;
12765                         goto err_free;
12766                 }
12767
12768                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
12769                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
12770                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
12771                         err = -EINVAL;
12772                         goto err_free;
12773                 }
12774
12775                 if (s != env->subprog_cnt) {
12776                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
12777                                 sub[s].linfo_idx = i;
12778                                 s++;
12779                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
12780                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
12781                                 err = -EINVAL;
12782                                 goto err_free;
12783                         }
12784                 }
12785
12786                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
12787                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
12788         }
12789
12790         if (s != env->subprog_cnt) {
12791                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
12792                         env->subprog_cnt - s, s);
12793                 err = -EINVAL;
12794                 goto err_free;
12795         }
12796
12797         prog->aux->linfo = linfo;
12798         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
12799
12800         return 0;
12801
12802 err_free:
12803         kvfree(linfo);
12804         return err;
12805 }
12806
12807 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
12808 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
12809
12810 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
12811                            const union bpf_attr *attr,
12812                            bpfptr_t uattr)
12813 {
12814         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
12815         struct bpf_core_relo core_relo = {};
12816         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12817         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
12818         struct bpf_core_ctx ctx = {
12819                 .log = &env->log,
12820                 .btf = btf,
12821         };
12822         bpfptr_t u_core_relo;
12823         int err;
12824
12825         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
12826         if (!nr_core_relo)
12827                 return 0;
12828         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
12829                 return -EINVAL;
12830
12831         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
12832         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
12833             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
12834             rec_size % sizeof(u32))
12835                 return -EINVAL;
12836
12837         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
12838         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
12839         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
12840
12841         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
12842          * relocation record one at a time.
12843          */
12844         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
12845                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
12846                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
12847                 if (err) {
12848                         if (err == -E2BIG) {
12849                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
12850                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
12851                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
12852                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
12853                                         err = -EFAULT;
12854                         }
12855                         break;
12856                 }
12857
12858                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
12859                         err = -EFAULT;
12860                         break;
12861                 }
12862
12863                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
12864                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
12865                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
12866                         err = -EINVAL;
12867                         break;
12868                 }
12869
12870                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
12871                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
12872                 if (err)
12873                         break;
12874                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
12875         }
12876         return err;
12877 }
12878
12879 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
12880                           const union bpf_attr *attr,
12881                           bpfptr_t uattr)
12882 {
12883         struct btf *btf;
12884         int err;
12885
12886         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
12887                 if (check_abnormal_return(env))
12888                         return -EINVAL;
12889                 return 0;
12890         }
12891
12892         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
12893         if (IS_ERR(btf))
12894                 return PTR_ERR(btf);
12895         if (btf_is_kernel(btf)) {
12896                 btf_put(btf);
12897                 return -EACCES;
12898         }
12899         env->prog->aux->btf = btf;
12900
12901         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
12902         if (err)
12903                 return err;
12904
12905         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
12906         if (err)
12907                 return err;
12908
12909         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
12910         if (err)
12911                 return err;
12912
12913         return 0;
12914 }
12915
12916 /* check %cur's range satisfies %old's */
12917 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
12918                          struct bpf_reg_state *cur)
12919 {
12920         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
12921                old->umax_value >= cur->umax_value &&
12922                old->smin_value <= cur->smin_value &&
12923                old->smax_value >= cur->smax_value &&
12924                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
12925                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
12926                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
12927                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
12928 }
12929
12930 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
12931  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
12932  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
12933  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
12934  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
12935  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
12936  * that.
12937  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
12938  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
12939  */
12940 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
12941 {
12942         unsigned int i;
12943
12944         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
12945                 if (!idmap[i].old) {
12946                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
12947                         idmap[i].old = old_id;
12948                         idmap[i].cur = cur_id;
12949                         return true;
12950                 }
12951                 if (idmap[i].old == old_id)
12952                         return idmap[i].cur == cur_id;
12953         }
12954         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
12955         WARN_ON_ONCE(1);
12956         return false;
12957 }
12958
12959 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
12960                              struct bpf_func_state *st)
12961 {
12962         enum bpf_reg_liveness live;
12963         int i, j;
12964
12965         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
12966                 live = st->regs[i].live;
12967                 /* liveness must not touch this register anymore */
12968                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
12969                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
12970                         /* since the register is unused, clear its state
12971                          * to make further comparison simpler
12972                          */
12973                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
12974         }
12975
12976         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
12977                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
12978                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
12979                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
12980                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
12981                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
12982                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
12983                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
12984                 }
12985         }
12986 }
12987
12988 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
12989                                  struct bpf_verifier_state *st)
12990 {
12991         int i;
12992
12993         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
12994                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
12995                 return;
12996
12997         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
12998                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
12999 }
13000
13001 /* the parentage chains form a tree.
13002  * the verifier states are added to state lists at given insn and
13003  * pushed into state stack for future exploration.
13004  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
13005  * stored in the state lists have their final liveness state already,
13006  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
13007  * the verifier explores other branches.
13008  * Example:
13009  * 1: r0 = 1
13010  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
13011  * 3: r0 = 2
13012  * 4: exit
13013  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
13014  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
13015  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
13016  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
13017  *
13018  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
13019  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
13020  * time means that all states below this branch were already explored and
13021  * their final liveness marks are already propagated.
13022  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
13023  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
13024  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
13025  * will not be used.
13026  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
13027  * to simplify state merging.
13028  *
13029  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
13030  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
13031  * the callsites
13032  */
13033 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
13034                               struct bpf_verifier_state *cur)
13035 {
13036         struct bpf_verifier_state_list *sl;
13037         int i;
13038
13039         sl = *explored_state(env, insn);
13040         while (sl) {
13041                 if (sl->state.branches)
13042                         goto next;
13043                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
13044                     sl->state.curframe != cur->curframe)
13045                         goto next;
13046                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
13047                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
13048                                 goto next;
13049                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
13050 next:
13051                 sl = sl->next;
13052         }
13053 }
13054
13055 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
13056 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
13057                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
13058 {
13059         bool equal;
13060
13061         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
13062                 /* explored state didn't use this */
13063                 return true;
13064
13065         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
13066
13067         if (rold->type == NOT_INIT)
13068                 /* explored state can't have used this */
13069                 return true;
13070         if (rcur->type == NOT_INIT)
13071                 return false;
13072         switch (base_type(rold->type)) {
13073         case SCALAR_VALUE:
13074                 if (equal)
13075                         return true;
13076                 if (env->explore_alu_limits)
13077                         return false;
13078                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
13079                         if (!rold->precise)
13080                                 return true;
13081                         /* new val must satisfy old val knowledge */
13082                         return range_within(rold, rcur) &&
13083                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
13084                 } else {
13085                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
13086                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
13087                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
13088                          * while pointers are not. We could make this safe in
13089                          * special cases if root is calling us, but it's
13090                          * probably not worth the hassle.
13091                          */
13092                         return false;
13093                 }
13094         case PTR_TO_MAP_KEY:
13095         case PTR_TO_MAP_VALUE:
13096                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
13097                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
13098                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
13099                  * checked, doing so could have affected others with the same
13100                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
13101                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
13102                  */
13103                 if (type_may_be_null(rold->type)) {
13104                         if (!type_may_be_null(rcur->type))
13105                                 return false;
13106                         if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
13107                                 return false;
13108                         /* Check our ids match any regs they're supposed to */
13109                         return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
13110                 }
13111
13112                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
13113                  * everything else matches, we are OK.
13114                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
13115                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
13116                  * the rest of the prog is valid for one map element then
13117                  * it's valid for all map elements regardless of the key
13118                  * used in bpf_map_lookup()
13119                  */
13120                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
13121                        range_within(rold, rcur) &&
13122                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
13123                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
13124         case PTR_TO_PACKET_META:
13125         case PTR_TO_PACKET:
13126                 if (rcur->type != rold->type)
13127                         return false;
13128                 /* We must have at least as much range as the old ptr
13129                  * did, so that any accesses which were safe before are
13130                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
13131                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
13132                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
13133                  */
13134                 if (rold->range > rcur->range)
13135                         return false;
13136                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
13137                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
13138                  */
13139                 if (rold->off != rcur->off)
13140                         return false;
13141                 /* id relations must be preserved */
13142                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
13143                         return false;
13144                 /* new val must satisfy old val knowledge */
13145                 return range_within(rold, rcur) &&
13146                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
13147         case PTR_TO_STACK:
13148                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
13149                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
13150                  */
13151                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
13152         default:
13153                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() */
13154                 return equal;
13155         }
13156
13157         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
13158         WARN_ON_ONCE(1);
13159         return false;
13160 }
13161
13162 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
13163                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
13164 {
13165         int i, spi;
13166
13167         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
13168          * slots in the current stack, since explored(safe) state
13169          * didn't use them
13170          */
13171         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
13172                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
13173
13174                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
13175                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
13176                         /* explored state didn't use this */
13177                         continue;
13178                 }
13179
13180                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
13181                         continue;
13182
13183                 /* explored stack has more populated slots than current stack
13184                  * and these slots were used
13185                  */
13186                 if (i >= cur->allocated_stack)
13187                         return false;
13188
13189                 /* if old state was safe with misc data in the stack
13190                  * it will be safe with zero-initialized stack.
13191                  * The opposite is not true
13192                  */
13193                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
13194                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
13195                         continue;
13196                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
13197                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
13198                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
13199                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
13200                          * this verifier states are not equivalent,
13201                          * return false to continue verification of this path
13202                          */
13203                         return false;
13204                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
13205                         continue;
13206                 if (!is_spilled_reg(&old->stack[spi]))
13207                         continue;
13208                 if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
13209                              &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
13210                         /* when explored and current stack slot are both storing
13211                          * spilled registers, check that stored pointers types
13212                          * are the same as well.
13213                          * Ex: explored safe path could have stored
13214                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
13215                          * but current path has stored:
13216                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
13217                          * such verifier states are not equivalent.
13218                          * return false to continue verification of this path
13219                          */
13220                         return false;
13221         }
13222         return true;
13223 }
13224
13225 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
13226 {
13227         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
13228                 return false;
13229         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
13230                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
13231 }
13232
13233 /* compare two verifier states
13234  *
13235  * all states stored in state_list are known to be valid, since
13236  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
13237  *
13238  * this function is called when verifier exploring different branches of
13239  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
13240  * more strict register state and more strict stack state then this execution
13241  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
13242  * concluded that more strict state leads to valid finish.
13243  *
13244  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
13245  * and explored stack state is more conservative than the current one.
13246  * Example:
13247  *       explored                   current
13248  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
13249  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
13250  *
13251  * In other words if current stack state (one being explored) has more
13252  * valid slots than old one that already passed validation, it means
13253  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
13254  *
13255  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
13256  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
13257  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
13258  */
13259 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
13260                               struct bpf_func_state *cur)
13261 {
13262         int i;
13263
13264         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
13265                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
13266                              env->idmap_scratch))
13267                         return false;
13268
13269         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
13270                 return false;
13271
13272         if (!refsafe(old, cur))
13273                 return false;
13274
13275         return true;
13276 }
13277
13278 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
13279                          struct bpf_verifier_state *old,
13280                          struct bpf_verifier_state *cur)
13281 {
13282         int i;
13283
13284         if (old->curframe != cur->curframe)
13285                 return false;
13286
13287         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
13288
13289         /* Verification state from speculative execution simulation
13290          * must never prune a non-speculative execution one.
13291          */
13292         if (old->speculative && !cur->speculative)
13293                 return false;
13294
13295         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
13296                 return false;
13297
13298         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
13299          * or both absent.
13300          */
13301         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
13302                 return false;
13303
13304         if (old->active_lock.id &&
13305             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, env->idmap_scratch))
13306                 return false;
13307
13308         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
13309                 return false;
13310
13311         /* for states to be equal callsites have to be the same
13312          * and all frame states need to be equivalent
13313          */
13314         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
13315                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
13316                         return false;
13317                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
13318                         return false;
13319         }
13320         return true;
13321 }
13322
13323 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
13324  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
13325  */
13326 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
13327                                   struct bpf_reg_state *reg,
13328                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
13329 {
13330         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
13331         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
13332         int err;
13333
13334         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
13335          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
13336          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
13337          */
13338         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
13339             /* Or if there is no read flag from REG. */
13340             !flag ||
13341             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
13342             parent_flag == flag)
13343                 return 0;
13344
13345         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
13346         if (err)
13347                 return err;
13348
13349         return flag;
13350 }
13351
13352 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
13353  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
13354  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
13355  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
13356  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
13357  * in mark_reg_read() is for.
13358  */
13359 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
13360                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
13361                               struct bpf_verifier_state *vparent)
13362 {
13363         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
13364         struct bpf_func_state *state, *parent;
13365         int i, frame, err = 0;
13366
13367         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
13368                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
13369                      vparent->curframe, vstate->curframe);
13370                 return -EFAULT;
13371         }
13372         /* Propagate read liveness of registers... */
13373         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
13374         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
13375                 parent = vparent->frame[frame];
13376                 state = vstate->frame[frame];
13377                 parent_reg = parent->regs;
13378                 state_reg = state->regs;
13379                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
13380                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
13381                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
13382                                                      &parent_reg[i]);
13383                         if (err < 0)
13384                                 return err;
13385                         if (err == REG_LIVE_READ64)
13386                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
13387                 }
13388
13389                 /* Propagate stack slots. */
13390                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
13391                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
13392                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
13393                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
13394                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
13395                                                      parent_reg);
13396                         if (err < 0)
13397                                 return err;
13398                 }
13399         }
13400         return 0;
13401 }
13402
13403 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
13404  * propagate them into the current state
13405  */
13406 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
13407                                const struct bpf_verifier_state *old)
13408 {
13409         struct bpf_reg_state *state_reg;
13410         struct bpf_func_state *state;
13411         int i, err = 0, fr;
13412
13413         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
13414                 state = old->frame[fr];
13415                 state_reg = state->regs;
13416                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
13417                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
13418                             !state_reg->precise)
13419                                 continue;
13420                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
13421                                 verbose(env, "frame %d: propagating r%d\n", i, fr);
13422                         err = mark_chain_precision_frame(env, fr, i);
13423                         if (err < 0)
13424                                 return err;
13425                 }
13426
13427                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
13428                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
13429                                 continue;
13430                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
13431                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
13432                             !state_reg->precise)
13433                                 continue;
13434                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
13435                                 verbose(env, "frame %d: propagating fp%d\n",
13436                                         (-i - 1) * BPF_REG_SIZE, fr);
13437                         err = mark_chain_precision_stack_frame(env, fr, i);
13438                         if (err < 0)
13439                                 return err;
13440                 }
13441         }
13442         return 0;
13443 }
13444
13445 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
13446                                  struct bpf_verifier_state *cur)
13447 {
13448         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
13449         int i, fr = cur->curframe;
13450
13451         if (old->curframe != fr)
13452                 return false;
13453
13454         fold = old->frame[fr];
13455         fcur = cur->frame[fr];
13456         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
13457                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
13458                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
13459                         return false;
13460         return true;
13461 }
13462
13463
13464 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
13465 {
13466         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
13467         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
13468         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
13469         int i, j, err, states_cnt = 0;
13470         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
13471
13472         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
13473          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
13474          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
13475          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
13476          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
13477          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
13478          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
13479          */
13480         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
13481             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
13482                 add_new_state = true;
13483
13484         pprev = explored_state(env, insn_idx);
13485         sl = *pprev;
13486
13487         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
13488
13489         while (sl) {
13490                 states_cnt++;
13491                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
13492                         goto next;
13493
13494                 if (sl->state.branches) {
13495                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
13496
13497                         if (frame->in_async_callback_fn &&
13498                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
13499                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
13500                                  * processing another entry into async callback.
13501                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
13502                                  * loop or infinite recursion.
13503                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
13504                                  * to stop processing the current state. The previous state
13505                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
13506                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
13507                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
13508                                  * inside async callbacks.
13509                                  */
13510                         } else if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
13511                                    states_equal(env, &sl->state, cur)) {
13512                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
13513                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
13514                                 return -EINVAL;
13515                         }
13516                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
13517                          * too often, since different loop iterations have distinct
13518                          * states and may not help future pruning.
13519                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
13520                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
13521                          * The most abusive loop will be:
13522                          * r1 += 1
13523                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
13524                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
13525                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
13526                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
13527                          */
13528                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
13529                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
13530                                 add_new_state = false;
13531                         goto miss;
13532                 }
13533                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
13534                         sl->hit_cnt++;
13535                         /* reached equivalent register/stack state,
13536                          * prune the search.
13537                          * Registers read by the continuation are read by us.
13538                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
13539                          * will prevent corresponding reads in the continuation
13540                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
13541                          * own state will get the read marks recorded, but
13542                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
13543                          * this state and will pop a new one.
13544                          */
13545                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
13546
13547                         /* if previous state reached the exit with precision and
13548                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
13549                          * the precision needs to be propagated back in
13550                          * the current state.
13551                          */
13552                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
13553                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
13554                         if (err)
13555                                 return err;
13556                         return 1;
13557                 }
13558 miss:
13559                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
13560                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
13561                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
13562                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
13563                  * and some at the end) to help pruning.
13564                  */
13565                 if (add_new_state)
13566                         sl->miss_cnt++;
13567                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
13568                  * to keep checking from state equivalence point of view.
13569                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
13570                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
13571                  */
13572                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
13573                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
13574                          * speed up verification
13575                          */
13576                         *pprev = sl->next;
13577                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
13578                                 u32 br = sl->state.branches;
13579
13580                                 WARN_ONCE(br,
13581                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
13582                                           br);
13583                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
13584                                 kfree(sl);
13585                                 env->peak_states--;
13586                         } else {
13587                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
13588                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
13589                                  * be freed at the end of verification
13590                                  */
13591                                 sl->next = env->free_list;
13592                                 env->free_list = sl;
13593                         }
13594                         sl = *pprev;
13595                         continue;
13596                 }
13597 next:
13598                 pprev = &sl->next;
13599                 sl = *pprev;
13600         }
13601
13602         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
13603                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
13604
13605         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
13606                 return 0;
13607
13608         if (!add_new_state)
13609                 return 0;
13610
13611         /* There were no equivalent states, remember the current one.
13612          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
13613          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
13614          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
13615          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
13616          * again on the way to bpf_exit.
13617          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
13618          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
13619          */
13620         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
13621         if (!new_sl)
13622                 return -ENOMEM;
13623         env->total_states++;
13624         env->peak_states++;
13625         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
13626         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
13627
13628         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
13629         if (env->bpf_capable)
13630                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
13631
13632         /* add new state to the head of linked list */
13633         new = &new_sl->state;
13634         err = copy_verifier_state(new, cur);
13635         if (err) {
13636                 free_verifier_state(new, false);
13637                 kfree(new_sl);
13638                 return err;
13639         }
13640         new->insn_idx = insn_idx;
13641         WARN_ONCE(new->branches != 1,
13642                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
13643
13644         cur->parent = new;
13645         cur->first_insn_idx = insn_idx;
13646         clear_jmp_history(cur);
13647         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
13648         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
13649         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
13650          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
13651          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
13652          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
13653          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
13654          * from callee with its full parentage chain, anyway.
13655          */
13656         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
13657          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
13658          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
13659          * their parent and current state never has children yet.  Only
13660          * explored_states can get read marks.)
13661          */
13662         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
13663                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
13664                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
13665                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
13666                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
13667         }
13668
13669         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
13670         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
13671                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
13672                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
13673
13674                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
13675                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
13676                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
13677                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
13678                 }
13679         }
13680         return 0;
13681 }
13682
13683 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
13684 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
13685 {
13686         switch (base_type(type)) {
13687         case PTR_TO_CTX:
13688         case PTR_TO_SOCKET:
13689         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
13690         case PTR_TO_TCP_SOCK:
13691         case PTR_TO_XDP_SOCK:
13692         case PTR_TO_BTF_ID:
13693                 return false;
13694         default:
13695                 return true;
13696         }
13697 }
13698
13699 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
13700  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
13701  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
13702  *
13703  * R1 = sock_ptr
13704  * goto X;
13705  * ...
13706  * R1 = some_other_valid_ptr;
13707  * goto X;
13708  * ...
13709  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
13710  */
13711 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
13712 {
13713         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
13714                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
13715 }
13716
13717 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
13718 {
13719         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
13720         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
13721         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
13722         struct bpf_reg_state *regs;
13723         int insn_cnt = env->prog->len;
13724         bool do_print_state = false;
13725         int prev_insn_idx = -1;
13726
13727         for (;;) {
13728                 struct bpf_insn *insn;
13729                 u8 class;
13730                 int err;
13731
13732                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
13733                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
13734                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
13735                                 env->insn_idx, insn_cnt);
13736                         return -EFAULT;
13737                 }
13738
13739                 insn = &insns[env->insn_idx];
13740                 class = BPF_CLASS(insn->code);
13741
13742                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
13743                         verbose(env,
13744                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
13745                                 env->insn_processed);
13746                         return -E2BIG;
13747                 }
13748
13749                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
13750
13751                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
13752                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
13753                         if (err < 0)
13754                                 return err;
13755                         if (err == 1) {
13756                                 /* found equivalent state, can prune the search */
13757                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
13758                                         if (do_print_state)
13759                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
13760                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
13761                                                         env->cur_state->speculative ?
13762                                                         " (speculative execution)" : "");
13763                                         else
13764                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
13765                                 }
13766                                 goto process_bpf_exit;
13767                         }
13768                 }
13769
13770                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
13771                         err = push_jmp_history(env, state);
13772                         if (err)
13773                                 return err;
13774                 }
13775
13776                 if (signal_pending(current))
13777                         return -EAGAIN;
13778
13779                 if (need_resched())
13780                         cond_resched();
13781
13782                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
13783                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
13784                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
13785                                 env->cur_state->speculative ?
13786                                 " (speculative execution)" : "");
13787                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
13788                         do_print_state = false;
13789                 }
13790
13791                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
13792                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
13793                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
13794                                 .cb_print       = verbose,
13795                                 .private_data   = env,
13796                         };
13797
13798                         if (verifier_state_scratched(env))
13799                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
13800
13801                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
13802                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
13803                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
13804                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
13805                         env->prev_insn_print_len = env->log.len_used - env->prev_log_len;
13806                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
13807                 }
13808
13809                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13810                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
13811                                                            env->prev_insn_idx);
13812                         if (err)
13813                                 return err;
13814                 }
13815
13816                 regs = cur_regs(env);
13817                 sanitize_mark_insn_seen(env);
13818                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
13819
13820                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
13821                         err = check_alu_op(env, insn);
13822                         if (err)
13823                                 return err;
13824
13825                 } else if (class == BPF_LDX) {
13826                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
13827
13828                         /* check for reserved fields is already done */
13829
13830                         /* check src operand */
13831                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13832                         if (err)
13833                                 return err;
13834
13835                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13836                         if (err)
13837                                 return err;
13838
13839                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
13840
13841                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
13842                          * the state of dst_reg will be updated by this func
13843                          */
13844                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
13845                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
13846                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
13847                         if (err)
13848                                 return err;
13849
13850                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
13851
13852                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
13853                                 /* saw a valid insn
13854                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
13855                                  * save type to validate intersecting paths
13856                                  */
13857                                 *prev_src_type = src_reg_type;
13858
13859                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
13860                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
13861                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
13862                                  * with different pointer types:
13863                                  * src_reg == ctx in one branch and
13864                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
13865                                  * Reject it.
13866                                  */
13867                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
13868                                 return -EINVAL;
13869                         }
13870
13871                 } else if (class == BPF_STX) {
13872                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
13873
13874                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
13875                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
13876                                 if (err)
13877                                         return err;
13878                                 env->insn_idx++;
13879                                 continue;
13880                         }
13881
13882                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
13883                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
13884                                 return -EINVAL;
13885                         }
13886
13887                         /* check src1 operand */
13888                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13889                         if (err)
13890                                 return err;
13891                         /* check src2 operand */
13892                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13893                         if (err)
13894                                 return err;
13895
13896                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
13897
13898                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
13899                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
13900                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
13901                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
13902                         if (err)
13903                                 return err;
13904
13905                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
13906
13907                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
13908                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
13909                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
13910                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
13911                                 return -EINVAL;
13912                         }
13913
13914                 } else if (class == BPF_ST) {
13915                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
13916                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
13917                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
13918                                 return -EINVAL;
13919                         }
13920                         /* check src operand */
13921                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13922                         if (err)
13923                                 return err;
13924
13925                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
13926                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
13927                                         insn->dst_reg,
13928                                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
13929                                 return -EACCES;
13930                         }
13931
13932                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
13933                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
13934                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
13935                                                BPF_WRITE, -1, false);
13936                         if (err)
13937                                 return err;
13938
13939                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
13940                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13941
13942                         env->jmps_processed++;
13943                         if (opcode == BPF_CALL) {
13944                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13945                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
13946                                      && insn->off != 0) ||
13947                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
13948                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
13949                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
13950                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
13951                                     class == BPF_JMP32) {
13952                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
13953                                         return -EINVAL;
13954                                 }
13955
13956                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
13957                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
13958                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
13959                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
13960                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_list_api_kfunc(insn->imm)))) {
13961                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
13962                                                 return -EINVAL;
13963                                         }
13964                                 }
13965                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
13966                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
13967                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
13968                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
13969                                 else
13970                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
13971                                 if (err)
13972                                         return err;
13973                         } else if (opcode == BPF_JA) {
13974                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13975                                     insn->imm != 0 ||
13976                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13977                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
13978                                     class == BPF_JMP32) {
13979                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
13980                                         return -EINVAL;
13981                                 }
13982
13983                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
13984                                 continue;
13985
13986                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
13987                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13988                                     insn->imm != 0 ||
13989                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13990                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
13991                                     class == BPF_JMP32) {
13992                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
13993                                         return -EINVAL;
13994                                 }
13995
13996                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
13997                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
13998                                         return -EINVAL;
13999                                 }
14000
14001                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14002                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
14003                                         return -EINVAL;
14004                                 }
14005
14006                                 /* We must do check_reference_leak here before
14007                                  * prepare_func_exit to handle the case when
14008                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
14009                                  * function, for which reference_state must
14010                                  * match caller reference state when it exits.
14011                                  */
14012                                 err = check_reference_leak(env);
14013                                 if (err)
14014                                         return err;
14015
14016                                 if (state->curframe) {
14017                                         /* exit from nested function */
14018                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
14019                                         if (err)
14020                                                 return err;
14021                                         do_print_state = true;
14022                                         continue;
14023                                 }
14024
14025                                 err = check_return_code(env);
14026                                 if (err)
14027                                         return err;
14028 process_bpf_exit:
14029                                 mark_verifier_state_scratched(env);
14030                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
14031                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
14032                                                 &env->insn_idx, pop_log);
14033                                 if (err < 0) {
14034                                         if (err != -ENOENT)
14035                                                 return err;
14036                                         break;
14037                                 } else {
14038                                         do_print_state = true;
14039                                         continue;
14040                                 }
14041                         } else {
14042                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
14043                                 if (err)
14044                                         return err;
14045                         }
14046                 } else if (class == BPF_LD) {
14047                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14048
14049                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
14050                                 err = check_ld_abs(env, insn);
14051                                 if (err)
14052                                         return err;
14053
14054                         } else if (mode == BPF_IMM) {
14055                                 err = check_ld_imm(env, insn);
14056                                 if (err)
14057                                         return err;
14058
14059                                 env->insn_idx++;
14060                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
14061                         } else {
14062                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
14063                                 return -EINVAL;
14064                         }
14065                 } else {
14066                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
14067                         return -EINVAL;
14068                 }
14069
14070                 env->insn_idx++;
14071         }
14072
14073         return 0;
14074 }
14075
14076 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
14077 {
14078         const struct btf_type *t;
14079         const char *tname;
14080         int i, n;
14081
14082         /*
14083          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
14084          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
14085          * types to look at only module's own BTF types.
14086          */
14087         n = btf_nr_types(btf);
14088         if (btf_is_module(btf))
14089                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
14090         else
14091                 i = 1;
14092
14093         for(; i < n; i++) {
14094                 t = btf_type_by_id(btf, i);
14095                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
14096                         continue;
14097
14098                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14099                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
14100                         return i;
14101         }
14102
14103         return -ENOENT;
14104 }
14105
14106 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
14107 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
14108                                struct bpf_insn *insn,
14109                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
14110 {
14111         const struct btf_var_secinfo *vsi;
14112         const struct btf_type *datasec;
14113         struct btf_mod_pair *btf_mod;
14114         const struct btf_type *t;
14115         const char *sym_name;
14116         bool percpu = false;
14117         u32 type, id = insn->imm;
14118         struct btf *btf;
14119         s32 datasec_id;
14120         u64 addr;
14121         int i, btf_fd, err;
14122
14123         btf_fd = insn[1].imm;
14124         if (btf_fd) {
14125                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
14126                 if (IS_ERR(btf)) {
14127                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
14128                         return -EINVAL;
14129                 }
14130         } else {
14131                 if (!btf_vmlinux) {
14132                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
14133                         return -EINVAL;
14134                 }
14135                 btf = btf_vmlinux;
14136                 btf_get(btf);
14137         }
14138
14139         t = btf_type_by_id(btf, id);
14140         if (!t) {
14141                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
14142                 err = -ENOENT;
14143                 goto err_put;
14144         }
14145
14146         if (!btf_type_is_var(t)) {
14147                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
14148                 err = -EINVAL;
14149                 goto err_put;
14150         }
14151
14152         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14153         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
14154         if (!addr) {
14155                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
14156                         sym_name);
14157                 err = -ENOENT;
14158                 goto err_put;
14159         }
14160
14161         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
14162         if (datasec_id > 0) {
14163                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
14164                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
14165                         if (vsi->type == id) {
14166                                 percpu = true;
14167                                 break;
14168                         }
14169                 }
14170         }
14171
14172         insn[0].imm = (u32)addr;
14173         insn[1].imm = addr >> 32;
14174
14175         type = t->type;
14176         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
14177         if (percpu) {
14178                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
14179                 aux->btf_var.btf = btf;
14180                 aux->btf_var.btf_id = type;
14181         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
14182                 const struct btf_type *ret;
14183                 const char *tname;
14184                 u32 tsize;
14185
14186                 /* resolve the type size of ksym. */
14187                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
14188                 if (IS_ERR(ret)) {
14189                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14190                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
14191                                 tname, PTR_ERR(ret));
14192                         err = -EINVAL;
14193                         goto err_put;
14194                 }
14195                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
14196                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
14197         } else {
14198                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
14199                 aux->btf_var.btf = btf;
14200                 aux->btf_var.btf_id = type;
14201         }
14202
14203         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
14204         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
14205                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
14206                         btf_put(btf);
14207                         return 0;
14208                 }
14209         }
14210
14211         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
14212                 err = -E2BIG;
14213                 goto err_put;
14214         }
14215
14216         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
14217         btf_mod->btf = btf;
14218         btf_mod->module = NULL;
14219
14220         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
14221         if (btf_is_module(btf)) {
14222                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
14223                 if (!btf_mod->module) {
14224                         err = -ENXIO;
14225                         goto err_put;
14226                 }
14227         }
14228
14229         env->used_btf_cnt++;
14230
14231         return 0;
14232 err_put:
14233         btf_put(btf);
14234         return err;
14235 }
14236
14237 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
14238 {
14239         switch (type) {
14240         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
14241         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
14242         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
14243         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14244         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
14245                 return true;
14246         default:
14247                 return false;
14248         }
14249 }
14250
14251 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
14252                                         struct bpf_map *map,
14253                                         struct bpf_prog *prog)
14254
14255 {
14256         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
14257
14258         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD)) {
14259                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
14260                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_list_head yet\n");
14261                         return -EINVAL;
14262                 }
14263         }
14264
14265         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
14266                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
14267                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
14268                         return -EINVAL;
14269                 }
14270
14271                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
14272                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
14273                         return -EINVAL;
14274                 }
14275
14276                 if (prog->aux->sleepable) {
14277                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
14278                         return -EINVAL;
14279                 }
14280         }
14281
14282         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
14283                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
14284                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
14285                         return -EINVAL;
14286                 }
14287         }
14288
14289         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
14290             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
14291                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
14292                 return -EINVAL;
14293         }
14294
14295         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
14296                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
14297                 return -EINVAL;
14298         }
14299
14300         if (prog->aux->sleepable)
14301                 switch (map->map_type) {
14302                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
14303                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
14304                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
14305                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
14306                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
14307                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
14308                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
14309                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
14310                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
14311                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
14312                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
14313                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
14314                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
14315                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
14316                         break;
14317                 default:
14318                         verbose(env,
14319                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
14320                         return -EINVAL;
14321                 }
14322
14323         return 0;
14324 }
14325
14326 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
14327 {
14328         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
14329                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
14330 }
14331
14332 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
14333  *
14334  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
14335  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
14336  *
14337  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
14338  */
14339 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
14340 {
14341         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14342         int insn_cnt = env->prog->len;
14343         int i, j, err;
14344
14345         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
14346         if (err)
14347                 return err;
14348
14349         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14350                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
14351                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
14352                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
14353                         return -EINVAL;
14354                 }
14355
14356                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
14357                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
14358                         struct bpf_map *map;
14359                         struct fd f;
14360                         u64 addr;
14361                         u32 fd;
14362
14363                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
14364                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
14365                             insn[1].off != 0) {
14366                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
14367                                 return -EINVAL;
14368                         }
14369
14370                         if (insn[0].src_reg == 0)
14371                                 /* valid generic load 64-bit imm */
14372                                 goto next_insn;
14373
14374                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14375                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
14376                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
14377                                 if (err)
14378                                         return err;
14379                                 goto next_insn;
14380                         }
14381
14382                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14383                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
14384                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
14385                                 goto next_insn;
14386                         }
14387
14388                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
14389                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
14390                          */
14391                         switch (insn[0].src_reg) {
14392                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
14393                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
14394                                 break;
14395                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
14396                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
14397                                 if (insn[1].imm == 0)
14398                                         break;
14399                                 fallthrough;
14400                         default:
14401                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
14402                                 return -EINVAL;
14403                         }
14404
14405                         switch (insn[0].src_reg) {
14406                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
14407                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
14408                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
14409                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
14410                                         return -EPROTO;
14411                                 }
14412                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
14413                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
14414                                                             sizeof(fd)))
14415                                         return -EFAULT;
14416                                 break;
14417                         default:
14418                                 fd = insn[0].imm;
14419                                 break;
14420                         }
14421
14422                         f = fdget(fd);
14423                         map = __bpf_map_get(f);
14424                         if (IS_ERR(map)) {
14425                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
14426                                         insn[0].imm);
14427                                 return PTR_ERR(map);
14428                         }
14429
14430                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
14431                         if (err) {
14432                                 fdput(f);
14433                                 return err;
14434                         }
14435
14436                         aux = &env->insn_aux_data[i];
14437                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14438                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14439                                 addr = (unsigned long)map;
14440                         } else {
14441                                 u32 off = insn[1].imm;
14442
14443                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
14444                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
14445                                         fdput(f);
14446                                         return -EINVAL;
14447                                 }
14448
14449                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
14450                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
14451                                         fdput(f);
14452                                         return -EINVAL;
14453                                 }
14454
14455                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
14456                                 if (err) {
14457                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
14458                                                 map->value_size, off);
14459                                         fdput(f);
14460                                         return err;
14461                                 }
14462
14463                                 aux->map_off = off;
14464                                 addr += off;
14465                         }
14466
14467                         insn[0].imm = (u32)addr;
14468                         insn[1].imm = addr >> 32;
14469
14470                         /* check whether we recorded this map already */
14471                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
14472                                 if (env->used_maps[j] == map) {
14473                                         aux->map_index = j;
14474                                         fdput(f);
14475                                         goto next_insn;
14476                                 }
14477                         }
14478
14479                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
14480                                 fdput(f);
14481                                 return -E2BIG;
14482                         }
14483
14484                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
14485                          * the map will be released by release_maps() or it
14486                          * will be used by the valid program until it's unloaded
14487                          * and all maps are released in free_used_maps()
14488                          */
14489                         bpf_map_inc(map);
14490
14491                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
14492                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
14493
14494                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
14495                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
14496                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
14497                                 fdput(f);
14498                                 return -EBUSY;
14499                         }
14500
14501                         fdput(f);
14502 next_insn:
14503                         insn++;
14504                         i++;
14505                         continue;
14506                 }
14507
14508                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
14509                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
14510                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
14511                         return -EINVAL;
14512                 }
14513         }
14514
14515         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
14516          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
14517          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
14518          */
14519         return 0;
14520 }
14521
14522 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
14523 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
14524 {
14525         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
14526                              env->used_map_cnt);
14527 }
14528
14529 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
14530 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
14531 {
14532         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
14533                              env->used_btf_cnt);
14534 }
14535
14536 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
14537 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
14538 {
14539         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14540         int insn_cnt = env->prog->len;
14541         int i;
14542
14543         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14544                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
14545                         continue;
14546                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
14547                         continue;
14548                 insn->src_reg = 0;
14549         }
14550 }
14551
14552 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
14553  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
14554  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
14555  */
14556 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
14557                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
14558                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
14559 {
14560         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
14561         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
14562         u32 old_seen = old_data[off].seen;
14563         u32 prog_len;
14564         int i;
14565
14566         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
14567          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
14568          * original insn at old prog.
14569          */
14570         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
14571
14572         if (cnt == 1)
14573                 return;
14574         prog_len = new_prog->len;
14575
14576         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
14577         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
14578                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
14579         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
14580                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
14581                 new_data[i].seen = old_seen;
14582                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
14583         }
14584         env->insn_aux_data = new_data;
14585         vfree(old_data);
14586 }
14587
14588 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
14589 {
14590         int i;
14591
14592         if (len == 1)
14593                 return;
14594         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
14595         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
14596                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
14597                         continue;
14598                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
14599         }
14600 }
14601
14602 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
14603 {
14604         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
14605         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
14606         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
14607
14608         for (i = 0; i < sz; i++) {
14609                 desc = &tab[i];
14610                 if (desc->insn_idx <= off)
14611                         continue;
14612                 desc->insn_idx += len - 1;
14613         }
14614 }
14615
14616 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
14617                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
14618 {
14619         struct bpf_prog *new_prog;
14620         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
14621
14622         if (len > 1) {
14623                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
14624                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
14625                 if (!new_data)
14626                         return NULL;
14627         }
14628
14629         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
14630         if (IS_ERR(new_prog)) {
14631                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
14632                         verbose(env,
14633                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
14634                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
14635                 vfree(new_data);
14636                 return NULL;
14637         }
14638         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
14639         adjust_subprog_starts(env, off, len);
14640         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
14641         return new_prog;
14642 }
14643
14644 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
14645                                               u32 off, u32 cnt)
14646 {
14647         int i, j;
14648
14649         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
14650         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
14651                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
14652                         break;
14653         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
14654         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
14655                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
14656                         break;
14657         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
14658          * the front of previous prog
14659          */
14660         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
14661                 j--;
14662
14663         if (j > i) {
14664                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14665                 int move;
14666
14667                 /* move fake 'exit' subprog as well */
14668                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
14669
14670                 memmove(env->subprog_info + i,
14671                         env->subprog_info + j,
14672                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
14673                 env->subprog_cnt -= j - i;
14674
14675                 /* remove func_info */
14676                 if (aux->func_info) {
14677                         move = aux->func_info_cnt - j;
14678
14679                         memmove(aux->func_info + i,
14680                                 aux->func_info + j,
14681                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
14682                         aux->func_info_cnt -= j - i;
14683                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
14684                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
14685                          */
14686                 }
14687         } else {
14688                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
14689                 if (env->subprog_info[i].start == off)
14690                         i++;
14691         }
14692
14693         /* update fake 'exit' subprog as well */
14694         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
14695                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
14696
14697         return 0;
14698 }
14699
14700 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
14701                                       u32 cnt)
14702 {
14703         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14704         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
14705         struct bpf_line_info *linfo;
14706
14707         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
14708         if (!nr_linfo)
14709                 return 0;
14710
14711         linfo = prog->aux->linfo;
14712
14713         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
14714         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
14715                 if (linfo[i].insn_off >= off)
14716                         break;
14717
14718         l_off = i;
14719         l_cnt = 0;
14720         for (; i < nr_linfo; i++)
14721                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
14722                         l_cnt++;
14723                 else
14724                         break;
14725
14726         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
14727          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
14728          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
14729          */
14730         if (prog->len != off && l_cnt &&
14731             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
14732                 l_cnt--;
14733                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
14734         }
14735
14736         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
14737         if (l_cnt) {
14738                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
14739                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
14740
14741                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
14742                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
14743         }
14744
14745         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
14746         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
14747                 linfo[i].insn_off -= cnt;
14748
14749         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
14750         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
14751                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
14752                         /* program may have started in the removed region but
14753                          * may not be fully removed
14754                          */
14755                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
14756                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
14757                         else
14758                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
14759                 }
14760
14761         return 0;
14762 }
14763
14764 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
14765 {
14766         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14767         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
14768         int err;
14769
14770         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
14771                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
14772
14773         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
14774         if (err)
14775                 return err;
14776
14777         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
14778         if (err)
14779                 return err;
14780
14781         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
14782         if (err)
14783                 return err;
14784
14785         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
14786                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
14787
14788         return 0;
14789 }
14790
14791 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
14792  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
14793  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
14794  * with 'ja -1'.
14795  *
14796  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
14797  * program and through another bug we would manage to jump there, then
14798  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
14799  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
14800  * code could be located.
14801  */
14802 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
14803 {
14804         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14805         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
14806         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14807         const int insn_cnt = env->prog->len;
14808         int i;
14809
14810         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14811                 if (aux_data[i].seen)
14812                         continue;
14813                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
14814                 aux_data[i].zext_dst = false;
14815         }
14816 }
14817
14818 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
14819 {
14820         u8 op;
14821
14822         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
14823                 return true;
14824
14825         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
14826                 return false;
14827
14828         op = BPF_OP(code);
14829         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
14830 }
14831
14832 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
14833 {
14834         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14835         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
14836         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14837         const int insn_cnt = env->prog->len;
14838         int i;
14839
14840         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14841                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
14842                         continue;
14843
14844                 if (!aux_data[i + 1].seen)
14845                         ja.off = insn->off;
14846                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
14847                         ja.off = 0;
14848                 else
14849                         continue;
14850
14851                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
14852                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
14853
14854                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
14855         }
14856 }
14857
14858 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
14859 {
14860         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14861         int insn_cnt = env->prog->len;
14862         int i, err;
14863
14864         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14865                 int j;
14866
14867                 j = 0;
14868                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
14869                         j++;
14870                 if (!j)
14871                         continue;
14872
14873                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
14874                 if (err)
14875                         return err;
14876                 insn_cnt = env->prog->len;
14877         }
14878
14879         return 0;
14880 }
14881
14882 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
14883 {
14884         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
14885         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14886         int insn_cnt = env->prog->len;
14887         int i, err;
14888
14889         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14890                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
14891                         continue;
14892
14893                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
14894                 if (err)
14895                         return err;
14896                 insn_cnt--;
14897                 i--;
14898         }
14899
14900         return 0;
14901 }
14902
14903 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
14904                                          const union bpf_attr *attr)
14905 {
14906         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
14907         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
14908         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
14909         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
14910         struct bpf_prog *new_prog;
14911         bool rnd_hi32;
14912
14913         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
14914         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
14915         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
14916         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
14917         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
14918         for (i = 0; i < len; i++) {
14919                 int adj_idx = i + delta;
14920                 struct bpf_insn insn;
14921                 int load_reg;
14922
14923                 insn = insns[adj_idx];
14924                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
14925                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
14926                         u8 code, class;
14927                         u32 imm_rnd;
14928
14929                         if (!rnd_hi32)
14930                                 continue;
14931
14932                         code = insn.code;
14933                         class = BPF_CLASS(code);
14934                         if (load_reg == -1)
14935                                 continue;
14936
14937                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
14938                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
14939                          *       here.
14940                          */
14941                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
14942                                 if (class == BPF_LD &&
14943                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
14944                                         i++;
14945                                 continue;
14946                         }
14947
14948                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
14949                         if (class == BPF_LDX &&
14950                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
14951                                 continue;
14952
14953                         imm_rnd = get_random_u32();
14954                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
14955                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
14956                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
14957                         patch = rnd_hi32_patch;
14958                         patch_len = 4;
14959                         goto apply_patch_buffer;
14960                 }
14961
14962                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
14963                  * it or b) it's a CMPXCHG.
14964                  *
14965                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
14966                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
14967                  * equivalent instruction only does this load when the
14968                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
14969                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
14970                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
14971                  */
14972                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
14973                         continue;
14974
14975                 /* Zero-extension is done by the caller. */
14976                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
14977                         continue;
14978
14979                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
14980                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
14981                         return -EFAULT;
14982                 }
14983
14984                 zext_patch[0] = insn;
14985                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
14986                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
14987                 patch = zext_patch;
14988                 patch_len = 2;
14989 apply_patch_buffer:
14990                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
14991                 if (!new_prog)
14992                         return -ENOMEM;
14993                 env->prog = new_prog;
14994                 insns = new_prog->insnsi;
14995                 aux = env->insn_aux_data;
14996                 delta += patch_len - 1;
14997         }
14998
14999         return 0;
15000 }
15001
15002 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
15003  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
15004  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
15005  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
15006  */
15007 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
15008 {
15009         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
15010         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
15011         const int insn_cnt = env->prog->len;
15012         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
15013         u32 target_size, size_default, off;
15014         struct bpf_prog *new_prog;
15015         enum bpf_access_type type;
15016         bool is_narrower_load;
15017
15018         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
15019                 if (!ops->gen_prologue) {
15020                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15021                         return -EINVAL;
15022                 }
15023                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
15024                                         env->prog);
15025                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
15026                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15027                         return -EINVAL;
15028                 } else if (cnt) {
15029                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
15030                         if (!new_prog)
15031                                 return -ENOMEM;
15032
15033                         env->prog = new_prog;
15034                         delta += cnt - 1;
15035                 }
15036         }
15037
15038         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
15039                 return 0;
15040
15041         insn = env->prog->insnsi + delta;
15042
15043         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
15044                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
15045                 bool ctx_access;
15046
15047                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
15048                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
15049                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
15050                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
15051                         type = BPF_READ;
15052                         ctx_access = true;
15053                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
15054                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
15055                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
15056                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
15057                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
15058                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
15059                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
15060                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
15061                         type = BPF_WRITE;
15062                         ctx_access = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX;
15063                 } else {
15064                         continue;
15065                 }
15066
15067                 if (type == BPF_WRITE &&
15068                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
15069                         struct bpf_insn patch[] = {
15070                                 *insn,
15071                                 BPF_ST_NOSPEC(),
15072                         };
15073
15074                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
15075                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
15076                         if (!new_prog)
15077                                 return -ENOMEM;
15078
15079                         delta    += cnt - 1;
15080                         env->prog = new_prog;
15081                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15082                         continue;
15083                 }
15084
15085                 if (!ctx_access)
15086                         continue;
15087
15088                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
15089                 case PTR_TO_CTX:
15090                         if (!ops->convert_ctx_access)
15091                                 continue;
15092                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
15093                         break;
15094                 case PTR_TO_SOCKET:
15095                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
15096                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
15097                         break;
15098                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
15099                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
15100                         break;
15101                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
15102                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
15103                         break;
15104                 case PTR_TO_BTF_ID:
15105                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
15106                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
15107                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
15108                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
15109                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
15110                  * for this case.
15111                  */
15112                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
15113                         if (type == BPF_READ) {
15114                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
15115                                         BPF_SIZE((insn)->code);
15116                                 env->prog->aux->num_exentries++;
15117                         }
15118                         continue;
15119                 default:
15120                         continue;
15121                 }
15122
15123                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
15124                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
15125
15126                 /* If the read access is a narrower load of the field,
15127                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
15128                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
15129                  * we will apply proper mask to the result.
15130                  */
15131                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
15132                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
15133                 off = insn->off;
15134                 if (is_narrower_load) {
15135                         u8 size_code;
15136
15137                         if (type == BPF_WRITE) {
15138                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
15139                                 return -EINVAL;
15140                         }
15141
15142                         size_code = BPF_H;
15143                         if (ctx_field_size == 4)
15144                                 size_code = BPF_W;
15145                         else if (ctx_field_size == 8)
15146                                 size_code = BPF_DW;
15147
15148                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
15149                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
15150                 }
15151
15152                 target_size = 0;
15153                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
15154                                          &target_size);
15155                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
15156                     (ctx_field_size && !target_size)) {
15157                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15158                         return -EINVAL;
15159                 }
15160
15161                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
15162                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
15163                                 off, size, size_default) * 8;
15164                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
15165                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
15166                                 return -EINVAL;
15167                         }
15168                         if (ctx_field_size <= 4) {
15169                                 if (shift)
15170                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
15171                                                                         insn->dst_reg,
15172                                                                         shift);
15173                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
15174                                                                 (1 << size * 8) - 1);
15175                         } else {
15176                                 if (shift)
15177                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
15178                                                                         insn->dst_reg,
15179                                                                         shift);
15180                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
15181                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
15182                         }
15183                 }
15184
15185                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15186                 if (!new_prog)
15187                         return -ENOMEM;
15188
15189                 delta += cnt - 1;
15190
15191                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
15192                 env->prog = new_prog;
15193                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15194         }
15195
15196         return 0;
15197 }
15198
15199 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
15200 {
15201         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
15202         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
15203         struct bpf_map *map_ptr;
15204         struct bpf_insn *insn;
15205         void *old_bpf_func;
15206         int err, num_exentries;
15207
15208         if (env->subprog_cnt <= 1)
15209                 return 0;
15210
15211         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
15212                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
15213                         continue;
15214
15215                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
15216                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
15217                  * propagated in any case.
15218                  */
15219                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
15220                 if (subprog < 0) {
15221                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
15222                                   i + insn->imm + 1);
15223                         return -EFAULT;
15224                 }
15225                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
15226                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
15227                  */
15228                 insn->off = subprog;
15229                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
15230                  * to interpreter will be needed
15231                  */
15232                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
15233                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
15234                 insn->imm = 1;
15235                 if (bpf_pseudo_func(insn))
15236                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
15237                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
15238                          * Force a non zero here.
15239                          */
15240                         insn[1].imm = 1;
15241         }
15242
15243         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
15244         if (err)
15245                 goto out_undo_insn;
15246
15247         err = -ENOMEM;
15248         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
15249         if (!func)
15250                 goto out_undo_insn;
15251
15252         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15253                 subprog_start = subprog_end;
15254                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
15255
15256                 len = subprog_end - subprog_start;
15257                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
15258                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
15259                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
15260                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
15261                  */
15262                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
15263                 if (!func[i])
15264                         goto out_free;
15265                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
15266                        len * sizeof(struct bpf_insn));
15267                 func[i]->type = prog->type;
15268                 func[i]->len = len;
15269                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
15270                         goto out_free;
15271                 func[i]->is_func = 1;
15272                 func[i]->aux->func_idx = i;
15273                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
15274                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
15275                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
15276                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
15277                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
15278                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
15279
15280                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
15281                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
15282
15283                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
15284                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
15285                             poke->insn_idx >= subprog_start)
15286                                 poke->aux = func[i]->aux;
15287                 }
15288
15289                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
15290                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
15291                 func[i]->jit_requested = 1;
15292                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
15293                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
15294                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
15295                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
15296                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
15297                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
15298                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
15299                 num_exentries = 0;
15300                 insn = func[i]->insnsi;
15301                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
15302                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
15303                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
15304                                 num_exentries++;
15305                 }
15306                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
15307                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
15308                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
15309                 if (!func[i]->jited) {
15310                         err = -ENOTSUPP;
15311                         goto out_free;
15312                 }
15313                 cond_resched();
15314         }
15315
15316         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
15317          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
15318          * run last pass of JIT
15319          */
15320         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15321                 insn = func[i]->insnsi;
15322                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
15323                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
15324                                 subprog = insn->off;
15325                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
15326                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
15327                                 continue;
15328                         }
15329                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
15330                                 continue;
15331                         subprog = insn->off;
15332                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
15333                 }
15334
15335                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
15336                  * of the JITed images for each function in the program
15337                  *
15338                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
15339                  * might not be large enough to hold the offset of the start
15340                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
15341                  *
15342                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
15343                  * by using its subprog id, available from the off field of
15344                  * the call instruction, as an index for this list
15345                  */
15346                 func[i]->aux->func = func;
15347                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
15348         }
15349         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15350                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
15351                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
15352                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
15353                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
15354                         err = -ENOTSUPP;
15355                         goto out_free;
15356                 }
15357                 cond_resched();
15358         }
15359
15360         /* finally lock prog and jit images for all functions and
15361          * populate kallsysm
15362          */
15363         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15364                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
15365                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
15366         }
15367
15368         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
15369          * prog consistent for later dump requests, so they can
15370          * later look the same as if they were interpreted only.
15371          */
15372         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
15373                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
15374                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
15375                         insn[1].imm = insn->off;
15376                         insn->off = 0;
15377                         continue;
15378                 }
15379                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
15380                         continue;
15381                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
15382                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
15383                 insn->imm = subprog;
15384         }
15385
15386         prog->jited = 1;
15387         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
15388         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
15389         prog->aux->func = func;
15390         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
15391         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
15392         return 0;
15393 out_free:
15394         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
15395          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
15396          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
15397          */
15398         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
15399                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
15400                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
15401         }
15402         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
15403          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
15404          * released with the main prog.
15405          */
15406         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15407                 if (!func[i])
15408                         continue;
15409                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
15410                 bpf_jit_free(func[i]);
15411         }
15412         kfree(func);
15413 out_undo_insn:
15414         /* cleanup main prog to be interpreted */
15415         prog->jit_requested = 0;
15416         prog->blinding_requested = 0;
15417         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
15418                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
15419                         continue;
15420                 insn->off = 0;
15421                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
15422         }
15423         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
15424         return err;
15425 }
15426
15427 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
15428 {
15429 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
15430         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15431         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
15432         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
15433         int i, depth;
15434 #endif
15435         int err = 0;
15436
15437         if (env->prog->jit_requested &&
15438             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15439                 err = jit_subprogs(env);
15440                 if (err == 0)
15441                         return 0;
15442                 if (err == -EFAULT)
15443                         return err;
15444         }
15445 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
15446         if (has_kfunc_call) {
15447                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
15448                 return -EINVAL;
15449         }
15450         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
15451                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
15452                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
15453                  */
15454                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
15455                 return -EINVAL;
15456         }
15457         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
15458                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
15459                         /* When JIT fails the progs with callback calls
15460                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
15461                          */
15462                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
15463                         return -EINVAL;
15464                 }
15465
15466                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
15467                         continue;
15468                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
15469                 if (depth < 0)
15470                         return depth;
15471                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
15472         }
15473         err = 0;
15474 #endif
15475         return err;
15476 }
15477
15478 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
15479                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
15480 {
15481         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
15482
15483         if (!insn->imm) {
15484                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
15485                 return -EINVAL;
15486         }
15487
15488         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
15489          * an address (relative to __bpf_call_base).
15490          */
15491         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
15492         if (!desc) {
15493                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
15494                         insn->imm);
15495                 return -EFAULT;
15496         }
15497
15498         *cnt = 0;
15499         insn->imm = desc->imm;
15500         if (insn->off)
15501                 return 0;
15502         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
15503                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
15504                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
15505                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
15506
15507                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
15508                 insn_buf[1] = addr[0];
15509                 insn_buf[2] = addr[1];
15510                 insn_buf[3] = *insn;
15511                 *cnt = 4;
15512         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
15513                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
15514                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
15515
15516                 insn_buf[0] = addr[0];
15517                 insn_buf[1] = addr[1];
15518                 insn_buf[2] = *insn;
15519                 *cnt = 3;
15520         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
15521                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
15522                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
15523                 *cnt = 1;
15524         }
15525         return 0;
15526 }
15527
15528 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
15529  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
15530  */
15531 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
15532 {
15533         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15534         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
15535         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
15536         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
15537         const struct bpf_func_proto *fn;
15538         const int insn_cnt = prog->len;
15539         const struct bpf_map_ops *ops;
15540         struct bpf_insn_aux_data *aux;
15541         struct bpf_insn insn_buf[16];
15542         struct bpf_prog *new_prog;
15543         struct bpf_map *map_ptr;
15544         int i, ret, cnt, delta = 0;
15545
15546         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
15547                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
15548                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
15549                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
15550                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
15551                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
15552                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
15553                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
15554                         struct bpf_insn *patchlet;
15555                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
15556                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
15557                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
15558                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
15559                                              0, 2, 0),
15560                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
15561                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
15562                                 *insn,
15563                         };
15564                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
15565                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
15566                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
15567                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
15568                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
15569                                 *insn,
15570                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
15571                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
15572                         };
15573
15574                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
15575                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
15576                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
15577
15578                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
15579                         if (!new_prog)
15580                                 return -ENOMEM;
15581
15582                         delta    += cnt - 1;
15583                         env->prog = prog = new_prog;
15584                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15585                         continue;
15586                 }
15587
15588                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
15589                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
15590                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
15591                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
15592                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
15593                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
15594                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15595                                 return -EINVAL;
15596                         }
15597
15598                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15599                         if (!new_prog)
15600                                 return -ENOMEM;
15601
15602                         delta    += cnt - 1;
15603                         env->prog = prog = new_prog;
15604                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15605                         continue;
15606                 }
15607
15608                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
15609                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
15610                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
15611                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
15612                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
15613                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
15614                         bool issrc, isneg, isimm;
15615                         u32 off_reg;
15616
15617                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
15618                         if (!aux->alu_state ||
15619                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
15620                                 continue;
15621
15622                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
15623                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
15624                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
15625                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
15626
15627                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
15628                         if (isimm) {
15629                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
15630                         } else {
15631                                 if (isneg)
15632                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
15633                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
15634                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
15635                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
15636                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
15637                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
15638                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
15639                         }
15640                         if (!issrc)
15641                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
15642                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
15643                         if (isneg)
15644                                 insn->code = insn->code == code_add ?
15645                                              code_sub : code_add;
15646                         *patch++ = *insn;
15647                         if (issrc && isneg && !isimm)
15648                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
15649                         cnt = patch - insn_buf;
15650
15651                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15652                         if (!new_prog)
15653                                 return -ENOMEM;
15654
15655                         delta    += cnt - 1;
15656                         env->prog = prog = new_prog;
15657                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15658                         continue;
15659                 }
15660
15661                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
15662                         continue;
15663                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
15664                         continue;
15665                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
15666                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
15667                         if (ret)
15668                                 return ret;
15669                         if (cnt == 0)
15670                                 continue;
15671
15672                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15673                         if (!new_prog)
15674                                 return -ENOMEM;
15675
15676                         delta    += cnt - 1;
15677                         env->prog = prog = new_prog;
15678                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15679                         continue;
15680                 }
15681
15682                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
15683                         prog->dst_needed = 1;
15684                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
15685                         bpf_user_rnd_init_once();
15686                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
15687                         prog->kprobe_override = 1;
15688                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
15689                         /* If we tail call into other programs, we
15690                          * cannot make any assumptions since they can
15691                          * be replaced dynamically during runtime in
15692                          * the program array.
15693                          */
15694                         prog->cb_access = 1;
15695                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
15696                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
15697                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
15698
15699                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
15700                          * conditional branch in the interpreter for every normal
15701                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
15702                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
15703                          */
15704                         insn->imm = 0;
15705                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
15706
15707                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
15708                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
15709                             prog->jit_requested &&
15710                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
15711                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
15712                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
15713                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
15714                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
15715                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
15716                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
15717                                         .insn_idx = i + delta,
15718                                 };
15719
15720                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
15721                                 if (ret < 0) {
15722                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
15723                                         return ret;
15724                                 }
15725
15726                                 insn->imm = ret + 1;
15727                                 continue;
15728                         }
15729
15730                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
15731                                 continue;
15732
15733                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
15734                          * emit two extra insns:
15735                          * if (index >= max_entries) goto out;
15736                          * index &= array->index_mask;
15737                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
15738                          */
15739                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
15740                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
15741                                 return -EINVAL;
15742                         }
15743
15744                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
15745                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
15746                                                   map_ptr->max_entries, 2);
15747                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
15748                                                     container_of(map_ptr,
15749                                                                  struct bpf_array,
15750                                                                  map)->index_mask);
15751                         insn_buf[2] = *insn;
15752                         cnt = 3;
15753                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15754                         if (!new_prog)
15755                                 return -ENOMEM;
15756
15757                         delta    += cnt - 1;
15758                         env->prog = prog = new_prog;
15759                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15760                         continue;
15761                 }
15762
15763                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
15764                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
15765                          * with different maps and the register states prepared by
15766                          * set_timer_callback_state will be accurate.
15767                          *
15768                          * The following use case is valid:
15769                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
15770                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
15771                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
15772                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
15773                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
15774                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
15775                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
15776                          */
15777                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
15778                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
15779                         };
15780
15781                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
15782                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
15783                         insn_buf[2] = *insn;
15784                         cnt = 3;
15785
15786                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15787                         if (!new_prog)
15788                                 return -ENOMEM;
15789
15790                         delta    += cnt - 1;
15791                         env->prog = prog = new_prog;
15792                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15793                         goto patch_call_imm;
15794                 }
15795
15796                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
15797                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
15798                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
15799                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
15800                         else
15801                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
15802                         insn_buf[1] = *insn;
15803                         cnt = 2;
15804
15805                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15806                         if (!new_prog)
15807                                 return -ENOMEM;
15808
15809                         delta += cnt - 1;
15810                         env->prog = prog = new_prog;
15811                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
15812                         goto patch_call_imm;
15813                 }
15814
15815                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
15816                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
15817                  * only.
15818                  */
15819                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
15820                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
15821                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
15822                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
15823                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
15824                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
15825                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
15826                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
15827                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
15828                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
15829                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
15830                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
15831                                 goto patch_call_imm;
15832
15833                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
15834                         ops = map_ptr->ops;
15835                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
15836                             ops->map_gen_lookup) {
15837                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
15838                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
15839                                         goto patch_map_ops_generic;
15840                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
15841                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15842                                         return -EINVAL;
15843                                 }
15844
15845                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
15846                                                                insn_buf, cnt);
15847                                 if (!new_prog)
15848                                         return -ENOMEM;
15849
15850                                 delta    += cnt - 1;
15851                                 env->prog = prog = new_prog;
15852                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15853                                 continue;
15854                         }
15855
15856                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
15857                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
15858                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
15859                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
15860                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
15861                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
15862                                               u64 flags))NULL));
15863                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
15864                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
15865                                               u64 flags))NULL));
15866                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
15867                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
15868                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
15869                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
15870                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
15871                                      (int (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
15872                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
15873                                      (int (*)(struct bpf_map *map,
15874                                               bpf_callback_t callback_fn,
15875                                               void *callback_ctx,
15876                                               u64 flags))NULL));
15877                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
15878                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
15879
15880 patch_map_ops_generic:
15881                         switch (insn->imm) {
15882                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
15883                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
15884                                 continue;
15885                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
15886                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
15887                                 continue;
15888                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
15889                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
15890                                 continue;
15891                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
15892                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
15893                                 continue;
15894                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
15895                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
15896                                 continue;
15897                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
15898                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
15899                                 continue;
15900                         case BPF_FUNC_redirect_map:
15901                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
15902                                 continue;
15903                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
15904                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
15905                                 continue;
15906                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
15907                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
15908                                 continue;
15909                         }
15910
15911                         goto patch_call_imm;
15912                 }
15913
15914                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
15915                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
15916                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
15917                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
15918                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
15919                                              (unsigned long)&jiffies),
15920                         };
15921
15922                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
15923                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
15924                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
15925                                                   BPF_REG_0, 0);
15926                         cnt = 3;
15927
15928                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
15929                                                        cnt);
15930                         if (!new_prog)
15931                                 return -ENOMEM;
15932
15933                         delta    += cnt - 1;
15934                         env->prog = prog = new_prog;
15935                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15936                         continue;
15937                 }
15938
15939                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
15940                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15941                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
15942                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
15943                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
15944                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
15945                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
15946                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
15947                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
15948                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
15949                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
15950                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
15951                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
15952                         cnt = 9;
15953
15954                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15955                         if (!new_prog)
15956                                 return -ENOMEM;
15957
15958                         delta    += cnt - 1;
15959                         env->prog = prog = new_prog;
15960                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15961                         continue;
15962                 }
15963
15964                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
15965                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15966                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
15967                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
15968                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
15969                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
15970                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
15971                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
15972                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
15973                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
15974                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
15975                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
15976                                 cnt = 6;
15977                         } else {
15978                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
15979                                 cnt = 1;
15980                         }
15981
15982                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15983                         if (!new_prog)
15984                                 return -ENOMEM;
15985
15986                         delta    += cnt - 1;
15987                         env->prog = prog = new_prog;
15988                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15989                         continue;
15990                 }
15991
15992                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
15993                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15994                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
15995                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
15996                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
15997
15998                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
15999                         if (!new_prog)
16000                                 return -ENOMEM;
16001
16002                         env->prog = prog = new_prog;
16003                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
16004                         continue;
16005                 }
16006
16007                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
16008                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16009                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
16010                         /* Load IP address from ctx - 16 */
16011                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
16012
16013                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
16014                         if (!new_prog)
16015                                 return -ENOMEM;
16016
16017                         env->prog = prog = new_prog;
16018                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
16019                         continue;
16020                 }
16021
16022 patch_call_imm:
16023                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
16024                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
16025                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
16026                  */
16027                 if (!fn->func) {
16028                         verbose(env,
16029                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
16030                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
16031                         return -EFAULT;
16032                 }
16033                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
16034         }
16035
16036         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
16037         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
16038                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
16039                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
16040                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
16041                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
16042                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
16043                         return -EINVAL;
16044                 }
16045
16046                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
16047                 if (ret < 0) {
16048                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
16049                         return ret;
16050                 }
16051         }
16052
16053         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
16054
16055         return 0;
16056 }
16057
16058 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
16059                                         int position,
16060                                         s32 stack_base,
16061                                         u32 callback_subprogno,
16062                                         u32 *cnt)
16063 {
16064         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
16065         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
16066         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
16067         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
16068         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
16069         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
16070
16071         struct bpf_prog *new_prog;
16072         u32 callback_start;
16073         u32 call_insn_offset;
16074         s32 callback_offset;
16075
16076         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
16077          * be careful to modify this code in sync.
16078          */
16079         struct bpf_insn insn_buf[] = {
16080                 /* Return error and jump to the end of the patch if
16081                  * expected number of iterations is too big.
16082                  */
16083                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
16084                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
16085                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
16086                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
16087                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
16088                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
16089                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
16090                 /* initialize loop vars */
16091                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
16092                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
16093                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
16094                 /* loop header,
16095                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
16096                  */
16097                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
16098                 /* callback call,
16099                  * correct callback offset would be set after patching
16100                  */
16101                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
16102                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
16103                 BPF_CALL_REL(0),
16104                 /* increment loop counter */
16105                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
16106                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
16107                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
16108                 /* return value of bpf_loop,
16109                  * set R0 to the number of iterations
16110                  */
16111                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
16112                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
16113                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
16114                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
16115                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
16116         };
16117
16118         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
16119         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
16120         if (!new_prog)
16121                 return new_prog;
16122
16123         /* callback start is known only after patching */
16124         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
16125         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
16126         call_insn_offset = position + 12;
16127         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
16128         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
16129
16130         return new_prog;
16131 }
16132
16133 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
16134 {
16135         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
16136                 insn->src_reg == 0 &&
16137                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
16138 }
16139
16140 /* For all sub-programs in the program (including main) check
16141  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
16142  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
16143  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
16144  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
16145  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
16146  * registers are used to store the loop bound, counter and context
16147  * variables.
16148  */
16149 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
16150 {
16151         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
16152         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
16153         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16154         int insn_cnt = env->prog->len;
16155         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
16156         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
16157         u16 stack_depth_extra = 0;
16158
16159         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16160                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
16161                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
16162
16163                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
16164                         struct bpf_prog *new_prog;
16165
16166                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
16167                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
16168                                                    i + delta,
16169                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
16170                                                    inline_state->callback_subprogno,
16171                                                    &cnt);
16172                         if (!new_prog)
16173                                 return -ENOMEM;
16174
16175                         delta     += cnt - 1;
16176                         env->prog  = new_prog;
16177                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
16178                 }
16179
16180                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
16181                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
16182                         cur_subprog++;
16183                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
16184                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
16185                         stack_depth_extra = 0;
16186                 }
16187         }
16188
16189         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
16190
16191         return 0;
16192 }
16193
16194 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
16195 {
16196         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
16197         int i;
16198
16199         sl = env->free_list;
16200         while (sl) {
16201                 sln = sl->next;
16202                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16203                 kfree(sl);
16204                 sl = sln;
16205         }
16206         env->free_list = NULL;
16207
16208         if (!env->explored_states)
16209                 return;
16210
16211         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
16212                 sl = env->explored_states[i];
16213
16214                 while (sl) {
16215                         sln = sl->next;
16216                         free_verifier_state(&sl->state, false);
16217                         kfree(sl);
16218                         sl = sln;
16219                 }
16220                 env->explored_states[i] = NULL;
16221         }
16222 }
16223
16224 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
16225 {
16226         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16227         struct bpf_verifier_state *state;
16228         struct bpf_reg_state *regs;
16229         int ret, i;
16230
16231         env->prev_linfo = NULL;
16232         env->pass_cnt++;
16233
16234         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
16235         if (!state)
16236                 return -ENOMEM;
16237         state->curframe = 0;
16238         state->speculative = false;
16239         state->branches = 1;
16240         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
16241         if (!state->frame[0]) {
16242                 kfree(state);
16243                 return -ENOMEM;
16244         }
16245         env->cur_state = state;
16246         init_func_state(env, state->frame[0],
16247                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
16248                         0 /* frameno */,
16249                         subprog);
16250         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
16251         state->last_insn_idx = -1;
16252
16253         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
16254         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
16255                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
16256                 if (ret)
16257                         goto out;
16258                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
16259                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
16260                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
16261                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
16262                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
16263                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
16264                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
16265
16266                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
16267                                 regs[i].mem_size = mem_size;
16268                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
16269                         }
16270                 }
16271         } else {
16272                 /* 1st arg to a function */
16273                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
16274                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
16275                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
16276                 if (ret == -EFAULT)
16277                         /* unlikely verifier bug. abort.
16278                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
16279                          * main() function due to backward compatibility.
16280                          * Like socket filter program may be written as:
16281                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
16282                          * and never dereference that ctx in the program.
16283                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
16284                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
16285                          */
16286                         goto out;
16287         }
16288
16289         ret = do_check(env);
16290 out:
16291         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
16292          * do_check() under memory pressure.
16293          */
16294         if (env->cur_state) {
16295                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
16296                 env->cur_state = NULL;
16297         }
16298         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
16299         if (!ret && pop_log)
16300                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
16301         free_states(env);
16302         return ret;
16303 }
16304
16305 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
16306  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
16307  * Consider:
16308  * int bar(int);
16309  * int foo(int f)
16310  * {
16311  *    return bar(f);
16312  * }
16313  * int bar(int b)
16314  * {
16315  *    ...
16316  * }
16317  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
16318  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
16319  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
16320  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
16321  */
16322 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
16323 {
16324         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
16325         int i, ret;
16326
16327         if (!aux->func_info)
16328                 return 0;
16329
16330         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
16331                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
16332                         continue;
16333                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
16334                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
16335                 ret = do_check_common(env, i);
16336                 if (ret) {
16337                         return ret;
16338                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16339                         verbose(env,
16340                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
16341                                 i);
16342                 }
16343         }
16344         return 0;
16345 }
16346
16347 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
16348 {
16349         int ret;
16350
16351         env->insn_idx = 0;
16352         ret = do_check_common(env, 0);
16353         if (!ret)
16354                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
16355         return ret;
16356 }
16357
16358
16359 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
16360 {
16361         int i;
16362
16363         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
16364                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
16365                         div_u64(env->verification_time, 1000));
16366                 verbose(env, "stack depth ");
16367                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
16368                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
16369
16370                         verbose(env, "%d", depth);
16371                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
16372                                 verbose(env, "+");
16373                 }
16374                 verbose(env, "\n");
16375         }
16376         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
16377                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
16378                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
16379                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
16380                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
16381 }
16382
16383 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
16384 {
16385         const struct btf_type *t, *func_proto;
16386         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
16387         const struct btf_member *member;
16388         struct bpf_prog *prog = env->prog;
16389         u32 btf_id, member_idx;
16390         const char *mname;
16391
16392         if (!prog->gpl_compatible) {
16393                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
16394                 return -EINVAL;
16395         }
16396
16397         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
16398         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
16399         if (!st_ops) {
16400                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
16401                         btf_id);
16402                 return -ENOTSUPP;
16403         }
16404
16405         t = st_ops->type;
16406         member_idx = prog->expected_attach_type;
16407         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
16408                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
16409                         member_idx, st_ops->name);
16410                 return -EINVAL;
16411         }
16412
16413         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
16414         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
16415         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
16416                                                NULL);
16417         if (!func_proto) {
16418                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
16419                         mname, member_idx, st_ops->name);
16420                 return -EINVAL;
16421         }
16422
16423         if (st_ops->check_member) {
16424                 int err = st_ops->check_member(t, member);
16425
16426                 if (err) {
16427                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
16428                                 mname, st_ops->name);
16429                         return err;
16430                 }
16431         }
16432
16433         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
16434         prog->aux->attach_func_name = mname;
16435         env->ops = st_ops->verifier_ops;
16436
16437         return 0;
16438 }
16439 #define SECURITY_PREFIX "security_"
16440
16441 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
16442 {
16443         if (within_error_injection_list(addr) ||
16444             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
16445                 return 0;
16446
16447         return -EINVAL;
16448 }
16449
16450 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
16451  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
16452  */
16453 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
16454 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
16455  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
16456  */
16457 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
16458 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
16459 BTF_ID(func, should_failslab)
16460 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
16461
16462 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
16463 {
16464         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
16465 }
16466
16467 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
16468                             const struct bpf_prog *prog,
16469                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
16470                             u32 btf_id,
16471                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
16472 {
16473         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
16474         const char prefix[] = "btf_trace_";
16475         int ret = 0, subprog = -1, i;
16476         const struct btf_type *t;
16477         bool conservative = true;
16478         const char *tname;
16479         struct btf *btf;
16480         long addr = 0;
16481
16482         if (!btf_id) {
16483                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
16484                 return -EINVAL;
16485         }
16486         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
16487         if (!btf) {
16488                 bpf_log(log,
16489                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
16490                 return -EINVAL;
16491         }
16492         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
16493         if (!t) {
16494                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
16495                 return -EINVAL;
16496         }
16497         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16498         if (!tname) {
16499                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
16500                 return -EINVAL;
16501         }
16502         if (tgt_prog) {
16503                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
16504
16505                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
16506                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
16507                                 subprog = i;
16508                                 break;
16509                         }
16510                 if (subprog == -1) {
16511                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
16512                         return -EINVAL;
16513                 }
16514                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
16515                 if (prog_extension) {
16516                         if (conservative) {
16517                                 bpf_log(log,
16518                                         "Cannot replace static functions\n");
16519                                 return -EINVAL;
16520                         }
16521                         if (!prog->jit_requested) {
16522                                 bpf_log(log,
16523                                         "Extension programs should be JITed\n");
16524                                 return -EINVAL;
16525                         }
16526                 }
16527                 if (!tgt_prog->jited) {
16528                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
16529                         return -EINVAL;
16530                 }
16531                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
16532                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
16533                          * Cannot attach program extension to another extension.
16534                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
16535                          */
16536                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
16537                         return -EINVAL;
16538                 }
16539                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16540                     prog_extension &&
16541                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
16542                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
16543                         /* Program extensions can extend all program types
16544                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
16545                          * The fentry/fexit programs are used for performance
16546                          * analysis, stats and can be attached to any program
16547                          * type except themselves. When extension program is
16548                          * replacing XDP function it is necessary to allow
16549                          * performance analysis of all functions. Both original
16550                          * XDP program and its program extension. Hence
16551                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
16552                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
16553                          * would be possible to create long call chain
16554                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
16555                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
16556                          * allowed.
16557                          */
16558                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
16559                         return -EINVAL;
16560                 }
16561         } else {
16562                 if (prog_extension) {
16563                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
16564                         return -EINVAL;
16565                 }
16566         }
16567
16568         switch (prog->expected_attach_type) {
16569         case BPF_TRACE_RAW_TP:
16570                 if (tgt_prog) {
16571                         bpf_log(log,
16572                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
16573                         return -EINVAL;
16574                 }
16575                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
16576                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
16577                                 btf_id);
16578                         return -EINVAL;
16579                 }
16580                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
16581                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
16582                                 btf_id, tname);
16583                         return -EINVAL;
16584                 }
16585                 tname += sizeof(prefix) - 1;
16586                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16587                 if (!btf_type_is_ptr(t))
16588                         /* should never happen in valid vmlinux build */
16589                         return -EINVAL;
16590                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16591                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
16592                         /* should never happen in valid vmlinux build */
16593                         return -EINVAL;
16594
16595                 break;
16596         case BPF_TRACE_ITER:
16597                 if (!btf_type_is_func(t)) {
16598                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
16599                                 btf_id);
16600                         return -EINVAL;
16601                 }
16602                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16603                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
16604                         return -EINVAL;
16605                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
16606                 if (ret)
16607                         return ret;
16608                 break;
16609         default:
16610                 if (!prog_extension)
16611                         return -EINVAL;
16612                 fallthrough;
16613         case BPF_MODIFY_RETURN:
16614         case BPF_LSM_MAC:
16615         case BPF_LSM_CGROUP:
16616         case BPF_TRACE_FENTRY:
16617         case BPF_TRACE_FEXIT:
16618                 if (!btf_type_is_func(t)) {
16619                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
16620                                 btf_id);
16621                         return -EINVAL;
16622                 }
16623                 if (prog_extension &&
16624                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
16625                         return -EINVAL;
16626                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16627                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
16628                         return -EINVAL;
16629
16630                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
16631                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
16632                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
16633                         return -EINVAL;
16634
16635                 if (tgt_prog && conservative)
16636                         t = NULL;
16637
16638                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
16639                 if (ret < 0)
16640                         return ret;
16641
16642                 if (tgt_prog) {
16643                         if (subprog == 0)
16644                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
16645                         else
16646                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
16647                 } else {
16648                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
16649                         if (!addr) {
16650                                 bpf_log(log,
16651                                         "The address of function %s cannot be found\n",
16652                                         tname);
16653                                 return -ENOENT;
16654                         }
16655                 }
16656
16657                 if (prog->aux->sleepable) {
16658                         ret = -EINVAL;
16659                         switch (prog->type) {
16660                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
16661
16662                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
16663                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
16664                                  */
16665                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
16666                                     within_error_injection_list(addr))
16667                                         ret = 0;
16668                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
16669                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
16670                                  */
16671                                 else {
16672                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id);
16673
16674                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
16675                                                 ret = 0;
16676                                 }
16677                                 break;
16678                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
16679                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
16680                                  * Only some of them are sleepable.
16681                                  */
16682                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
16683                                         ret = 0;
16684                                 break;
16685                         default:
16686                                 break;
16687                         }
16688                         if (ret) {
16689                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
16690                                 return ret;
16691                         }
16692                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
16693                         if (tgt_prog) {
16694                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
16695                                 return -EINVAL;
16696                         }
16697                         ret = -EINVAL;
16698                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id) ||
16699                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
16700                                 ret = 0;
16701                         if (ret) {
16702                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
16703                                 return ret;
16704                         }
16705                 }
16706
16707                 break;
16708         }
16709         tgt_info->tgt_addr = addr;
16710         tgt_info->tgt_name = tname;
16711         tgt_info->tgt_type = t;
16712         return 0;
16713 }
16714
16715 BTF_SET_START(btf_id_deny)
16716 BTF_ID_UNUSED
16717 #ifdef CONFIG_SMP
16718 BTF_ID(func, migrate_disable)
16719 BTF_ID(func, migrate_enable)
16720 #endif
16721 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
16722 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
16723 #endif
16724 BTF_SET_END(btf_id_deny)
16725
16726 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
16727 {
16728         struct bpf_prog *prog = env->prog;
16729         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
16730         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
16731         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
16732         struct bpf_trampoline *tr;
16733         int ret;
16734         u64 key;
16735
16736         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
16737                 if (prog->aux->sleepable)
16738                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
16739                         return 0;
16740                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
16741                 return -EINVAL;
16742         }
16743
16744         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16745             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM && prog->type != BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
16746                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, and kprobe/uprobe programs can be sleepable\n");
16747                 return -EINVAL;
16748         }
16749
16750         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
16751                 return check_struct_ops_btf_id(env);
16752
16753         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16754             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
16755             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
16756                 return 0;
16757
16758         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
16759         if (ret)
16760                 return ret;
16761
16762         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
16763                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
16764                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
16765                  * verification
16766                  */
16767                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
16768                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
16769         }
16770
16771         /* store info about the attachment target that will be used later */
16772         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
16773         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
16774
16775         if (tgt_prog) {
16776                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
16777                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
16778         }
16779
16780         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
16781                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
16782                 return 0;
16783         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
16784                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
16785                         return -EINVAL;
16786                 return 0;
16787         }
16788
16789         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
16790                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
16791                 if (ret < 0)
16792                         return ret;
16793         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16794                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
16795                 return -EINVAL;
16796         }
16797
16798         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
16799         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
16800         if (!tr)
16801                 return -ENOMEM;
16802
16803         prog->aux->dst_trampoline = tr;
16804         return 0;
16805 }
16806
16807 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
16808 {
16809         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
16810                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
16811                 if (!btf_vmlinux)
16812                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
16813                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
16814         }
16815         return btf_vmlinux;
16816 }
16817
16818 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
16819 {
16820         u64 start_time = ktime_get_ns();
16821         struct bpf_verifier_env *env;
16822         struct bpf_verifier_log *log;
16823         int i, len, ret = -EINVAL;
16824         bool is_priv;
16825
16826         /* no program is valid */
16827         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
16828                 return -EINVAL;
16829
16830         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
16831          * allocate/free it every time bpf_check() is called
16832          */
16833         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
16834         if (!env)
16835                 return -ENOMEM;
16836         log = &env->log;
16837
16838         len = (*prog)->len;
16839         env->insn_aux_data =
16840                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
16841         ret = -ENOMEM;
16842         if (!env->insn_aux_data)
16843                 goto err_free_env;
16844         for (i = 0; i < len; i++)
16845                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
16846         env->prog = *prog;
16847         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
16848         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
16849         is_priv = bpf_capable();
16850
16851         bpf_get_btf_vmlinux();
16852
16853         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
16854         if (!is_priv)
16855                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
16856
16857         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
16858                 /* user requested verbose verifier output
16859                  * and supplied buffer to store the verification trace
16860                  */
16861                 log->level = attr->log_level;
16862                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
16863                 log->len_total = attr->log_size;
16864
16865                 /* log attributes have to be sane */
16866                 if (!bpf_verifier_log_attr_valid(log)) {
16867                         ret = -EINVAL;
16868                         goto err_unlock;
16869                 }
16870         }
16871
16872         mark_verifier_state_clean(env);
16873
16874         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
16875                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
16876                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
16877                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
16878                 goto skip_full_check;
16879         }
16880
16881         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
16882         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
16883                 env->strict_alignment = true;
16884         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
16885                 env->strict_alignment = false;
16886
16887         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
16888         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
16889         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
16890         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
16891         env->bpf_capable = bpf_capable();
16892         env->rcu_tag_supported = btf_vmlinux &&
16893                 btf_find_by_name_kind(btf_vmlinux, "rcu", BTF_KIND_TYPE_TAG) > 0;
16894
16895         if (is_priv)
16896                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
16897
16898         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
16899                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
16900                                        GFP_USER);
16901         ret = -ENOMEM;
16902         if (!env->explored_states)
16903                 goto skip_full_check;
16904
16905         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
16906         if (ret < 0)
16907                 goto skip_full_check;
16908
16909         ret = check_subprogs(env);
16910         if (ret < 0)
16911                 goto skip_full_check;
16912
16913         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
16914         if (ret < 0)
16915                 goto skip_full_check;
16916
16917         ret = check_attach_btf_id(env);
16918         if (ret)
16919                 goto skip_full_check;
16920
16921         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
16922         if (ret < 0)
16923                 goto skip_full_check;
16924
16925         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
16926                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
16927                 if (ret)
16928                         goto skip_full_check;
16929         }
16930
16931         ret = check_cfg(env);
16932         if (ret < 0)
16933                 goto skip_full_check;
16934
16935         ret = do_check_subprogs(env);
16936         ret = ret ?: do_check_main(env);
16937
16938         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
16939                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
16940
16941 skip_full_check:
16942         kvfree(env->explored_states);
16943
16944         if (ret == 0)
16945                 ret = check_max_stack_depth(env);
16946
16947         /* instruction rewrites happen after this point */
16948         if (ret == 0)
16949                 ret = optimize_bpf_loop(env);
16950
16951         if (is_priv) {
16952                 if (ret == 0)
16953                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
16954                 if (ret == 0)
16955                         ret = opt_remove_dead_code(env);
16956                 if (ret == 0)
16957                         ret = opt_remove_nops(env);
16958         } else {
16959                 if (ret == 0)
16960                         sanitize_dead_code(env);
16961         }
16962
16963         if (ret == 0)
16964                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
16965                 ret = convert_ctx_accesses(env);
16966
16967         if (ret == 0)
16968                 ret = do_misc_fixups(env);
16969
16970         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
16971          * insns could be handled correctly.
16972          */
16973         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
16974                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
16975                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
16976                                                                      : false;
16977         }
16978
16979         if (ret == 0)
16980                 ret = fixup_call_args(env);
16981
16982         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
16983         print_verification_stats(env);
16984         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
16985
16986         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
16987                 ret = -ENOSPC;
16988         if (log->level && !log->ubuf) {
16989                 ret = -EFAULT;
16990                 goto err_release_maps;
16991         }
16992
16993         if (ret)
16994                 goto err_release_maps;
16995
16996         if (env->used_map_cnt) {
16997                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
16998                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
16999                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
17000                                                           GFP_KERNEL);
17001
17002                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
17003                         ret = -ENOMEM;
17004                         goto err_release_maps;
17005                 }
17006
17007                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
17008                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
17009                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
17010         }
17011         if (env->used_btf_cnt) {
17012                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
17013                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
17014                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
17015                                                           GFP_KERNEL);
17016                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
17017                         ret = -ENOMEM;
17018                         goto err_release_maps;
17019                 }
17020
17021                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
17022                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
17023                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
17024         }
17025         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
17026                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
17027                  * bpf_ld_imm64 instructions
17028                  */
17029                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
17030         }
17031
17032         adjust_btf_func(env);
17033
17034 err_release_maps:
17035         if (!env->prog->aux->used_maps)
17036                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
17037                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
17038                  */
17039                 release_maps(env);
17040         if (!env->prog->aux->used_btfs)
17041                 release_btfs(env);
17042
17043         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
17044            for verification purposes, so set it back to zero before returning
17045          */
17046         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
17047                 env->prog->expected_attach_type = 0;
17048
17049         *prog = env->prog;
17050 err_unlock:
17051         if (!is_priv)
17052                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
17053         vfree(env->insn_aux_data);
17054 err_free_env:
17055         kfree(env);
17056         return ret;
17057 }
This page took 1.082914 seconds and 4 git commands to generate.