kernel/bpf/core.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Linux Socket Filter - Kernel level socket filtering
   4  *
   5  * Based on the design of the Berkeley Packet Filter. The new
   6  * internal format has been designed by PLUMgrid:
   7  *
   8  *      Copyright (c) 2011 - 2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
   9  *
  10  * Authors:
  11  *
  12  *      Jay Schulist <jschlst@samba.org>
  13  *      Alexei Starovoitov <ast@plumgrid.com>
  14  *      Daniel Borkmann <dborkman@redhat.com>
  15  *
  16  * Andi Kleen - Fix a few bad bugs and races.
  17  * Kris Katterjohn - Added many additional checks in bpf_check_classic()
  18  */
  19
  20 #include <uapi/linux/btf.h>
  21 #include <linux/filter.h>
  22 #include <linux/skbuff.h>
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24 #include <linux/random.h>
  25 #include <linux/moduleloader.h>
  26 #include <linux/bpf.h>
  27 #include <linux/btf.h>
  28 #include <linux/objtool.h>
  29 #include <linux/rbtree_latch.h>
  30 #include <linux/kallsyms.h>
  31 #include <linux/rcupdate.h>
  32 #include <linux/perf_event.h>
  33 #include <linux/extable.h>
  34 #include <linux/log2.h>
  35 #include <linux/bpf_verifier.h>
  36 #include <linux/nodemask.h>
  37 #include <linux/nospec.h>
  38
  39 #include <asm/barrier.h>
  40 #include <asm/unaligned.h>
  41
  42 /* Registers */
  43 #define BPF_R0  regs[BPF_REG_0]
  44 #define BPF_R1  regs[BPF_REG_1]
  45 #define BPF_R2  regs[BPF_REG_2]
  46 #define BPF_R3  regs[BPF_REG_3]
  47 #define BPF_R4  regs[BPF_REG_4]
  48 #define BPF_R5  regs[BPF_REG_5]
  49 #define BPF_R6  regs[BPF_REG_6]
  50 #define BPF_R7  regs[BPF_REG_7]
  51 #define BPF_R8  regs[BPF_REG_8]
  52 #define BPF_R9  regs[BPF_REG_9]
  53 #define BPF_R10 regs[BPF_REG_10]
  54
  55 /* Named registers */
  56 #define DST     regs[insn->dst_reg]
  57 #define SRC     regs[insn->src_reg]
  58 #define FP      regs[BPF_REG_FP]
  59 #define AX      regs[BPF_REG_AX]
  60 #define ARG1    regs[BPF_REG_ARG1]
  61 #define CTX     regs[BPF_REG_CTX]
  62 #define IMM     insn->imm
  63
  64 /* No hurry in this branch
  65  *
  66  * Exported for the bpf jit load helper.
  67  */
  68 void *bpf_internal_load_pointer_neg_helper(const struct sk_buff *skb, int k, unsigned int size)
  69 {
  70         u8 *ptr = NULL;
  71
  72         if (k >= SKF_NET_OFF) {
  73                 ptr = skb_network_header(skb) + k - SKF_NET_OFF;
  74         } else if (k >= SKF_LL_OFF) {
  75                 if (unlikely(!skb_mac_header_was_set(skb)))
  76                         return NULL;
  77                 ptr = skb_mac_header(skb) + k - SKF_LL_OFF;
  78         }
  79         if (ptr >= skb->head && ptr + size <= skb_tail_pointer(skb))
  80                 return ptr;
  81
  82         return NULL;
  83 }
  84
  85 struct bpf_prog *bpf_prog_alloc_no_stats(unsigned int size, gfp_t gfp_extra_flags)
  86 {
  87         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags;
  88         struct bpf_prog_aux *aux;
  89         struct bpf_prog *fp;
  90
  91         size = round_up(size, PAGE_SIZE);
  92         fp = __vmalloc(size, gfp_flags);
  93         if (fp == NULL)
  94                 return NULL;
  95
  96         aux = kzalloc(sizeof(*aux), GFP_KERNEL_ACCOUNT | gfp_extra_flags);
  97         if (aux == NULL) {
  98                 vfree(fp);
  99                 return NULL;
 100         }
 101         fp->active = alloc_percpu_gfp(int, GFP_KERNEL_ACCOUNT | gfp_extra_flags);
 102         if (!fp->active) {
 103                 vfree(fp);
 104                 kfree(aux);
 105                 return NULL;
 106         }
 107
 108         fp->pages = size / PAGE_SIZE;
 109         fp->aux = aux;
 110         fp->aux->prog = fp;
 111         fp->jit_requested = ebpf_jit_enabled();
 112         fp->blinding_requested = bpf_jit_blinding_enabled(fp);
 113 #ifdef CONFIG_CGROUP_BPF
 114         aux->cgroup_atype = CGROUP_BPF_ATTACH_TYPE_INVALID;
 115 #endif
 116
 117         INIT_LIST_HEAD_RCU(&fp->aux->ksym.lnode);
 118         mutex_init(&fp->aux->used_maps_mutex);
 119         mutex_init(&fp->aux->dst_mutex);
 120
 121         return fp;
 122 }
 123
 124 struct bpf_prog *bpf_prog_alloc(unsigned int size, gfp_t gfp_extra_flags)
 125 {
 126         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags;
 127         struct bpf_prog *prog;
 128         int cpu;
 129
 130         prog = bpf_prog_alloc_no_stats(size, gfp_extra_flags);
 131         if (!prog)
 132                 return NULL;
 133
 134         prog->stats = alloc_percpu_gfp(struct bpf_prog_stats, gfp_flags);
 135         if (!prog->stats) {
 136                 free_percpu(prog->active);
 137                 kfree(prog->aux);
 138                 vfree(prog);
 139                 return NULL;
 140         }
 141
 142         for_each_possible_cpu(cpu) {
 143                 struct bpf_prog_stats *pstats;
 144
 145                 pstats = per_cpu_ptr(prog->stats, cpu);
 146                 u64_stats_init(&pstats->syncp);
 147         }
 148         return prog;
 149 }
 150 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_alloc);
 151
 152 int bpf_prog_alloc_jited_linfo(struct bpf_prog *prog)
 153 {
 154         if (!prog->aux->nr_linfo || !prog->jit_requested)
 155                 return 0;
 156
 157         prog->aux->jited_linfo = kvcalloc(prog->aux->nr_linfo,
 158                                           sizeof(*prog->aux->jited_linfo),
 159                                           GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_NOWARN);
 160         if (!prog->aux->jited_linfo)
 161                 return -ENOMEM;
 162
 163         return 0;
 164 }
 165
 166 void bpf_prog_jit_attempt_done(struct bpf_prog *prog)
 167 {
 168         if (prog->aux->jited_linfo &&
 169             (!prog->jited || !prog->aux->jited_linfo[0])) {
 170                 kvfree(prog->aux->jited_linfo);
 171                 prog->aux->jited_linfo = NULL;
 172         }
 173
 174         kfree(prog->aux->kfunc_tab);
 175         prog->aux->kfunc_tab = NULL;
 176 }
 177
 178 /* The jit engine is responsible to provide an array
 179  * for insn_off to the jited_off mapping (insn_to_jit_off).
 180  *
 181  * The idx to this array is the insn_off.  Hence, the insn_off
 182  * here is relative to the prog itself instead of the main prog.
 183  * This array has one entry for each xlated bpf insn.
 184  *
 185  * jited_off is the byte off to the end of the jited insn.
 186  *
 187  * Hence, with
 188  * insn_start:
 189  *      The first bpf insn off of the prog.  The insn off
 190  *      here is relative to the main prog.
 191  *      e.g. if prog is a subprog, insn_start > 0
 192  * linfo_idx:
 193  *      The prog's idx to prog->aux->linfo and jited_linfo
 194  *
 195  * jited_linfo[linfo_idx] = prog->bpf_func
 196  *
 197  * For i > linfo_idx,
 198  *
 199  * jited_linfo[i] = prog->bpf_func +
 200  *      insn_to_jit_off[linfo[i].insn_off - insn_start - 1]
 201  */
 202 void bpf_prog_fill_jited_linfo(struct bpf_prog *prog,
 203                                const u32 *insn_to_jit_off)
 204 {
 205         u32 linfo_idx, insn_start, insn_end, nr_linfo, i;
 206         const struct bpf_line_info *linfo;
 207         void **jited_linfo;
 208
 209         if (!prog->aux->jited_linfo)
 210                 /* Userspace did not provide linfo */
 211                 return;
 212
 213         linfo_idx = prog->aux->linfo_idx;
 214         linfo = &prog->aux->linfo[linfo_idx];
 215         insn_start = linfo[0].insn_off;
 216         insn_end = insn_start + prog->len;
 217
 218         jited_linfo = &prog->aux->jited_linfo[linfo_idx];
 219         jited_linfo[0] = prog->bpf_func;
 220
 221         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo - linfo_idx;
 222
 223         for (i = 1; i < nr_linfo && linfo[i].insn_off < insn_end; i++)
 224                 /* The verifier ensures that linfo[i].insn_off is
 225                  * strictly increasing
 226                  */
 227                 jited_linfo[i] = prog->bpf_func +
 228                         insn_to_jit_off[linfo[i].insn_off - insn_start - 1];
 229 }
 230
 231 struct bpf_prog *bpf_prog_realloc(struct bpf_prog *fp_old, unsigned int size,
 232                                   gfp_t gfp_extra_flags)
 233 {
 234         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags;
 235         struct bpf_prog *fp;
 236         u32 pages;
 237
 238         size = round_up(size, PAGE_SIZE);
 239         pages = size / PAGE_SIZE;
 240         if (pages <= fp_old->pages)
 241                 return fp_old;
 242
 243         fp = __vmalloc(size, gfp_flags);
 244         if (fp) {
 245                 memcpy(fp, fp_old, fp_old->pages * PAGE_SIZE);
 246                 fp->pages = pages;
 247                 fp->aux->prog = fp;
 248
 249                 /* We keep fp->aux from fp_old around in the new
 250                  * reallocated structure.
 251                  */
 252                 fp_old->aux = NULL;
 253                 fp_old->stats = NULL;
 254                 fp_old->active = NULL;
 255                 __bpf_prog_free(fp_old);
 256         }
 257
 258         return fp;
 259 }
 260
 261 void __bpf_prog_free(struct bpf_prog *fp)
 262 {
 263         if (fp->aux) {
 264                 mutex_destroy(&fp->aux->used_maps_mutex);
 265                 mutex_destroy(&fp->aux->dst_mutex);
 266                 kfree(fp->aux->poke_tab);
 267                 kfree(fp->aux);
 268         }
 269         free_percpu(fp->stats);
 270         free_percpu(fp->active);
 271         vfree(fp);
 272 }
 273
 274 int bpf_prog_calc_tag(struct bpf_prog *fp)
 275 {
 276         const u32 bits_offset = SHA1_BLOCK_SIZE - sizeof(__be64);
 277         u32 raw_size = bpf_prog_tag_scratch_size(fp);
 278         u32 digest[SHA1_DIGEST_WORDS];
 279         u32 ws[SHA1_WORKSPACE_WORDS];
 280         u32 i, bsize, psize, blocks;
 281         struct bpf_insn *dst;
 282         bool was_ld_map;
 283         u8 *raw, *todo;
 284         __be32 *result;
 285         __be64 *bits;
 286
 287         raw = vmalloc(raw_size);
 288         if (!raw)
 289                 return -ENOMEM;
 290
 291         sha1_init(digest);
 292         memset(ws, 0, sizeof(ws));
 293
 294         /* We need to take out the map fd for the digest calculation
 295          * since they are unstable from user space side.
 296          */
 297         dst = (void *)raw;
 298         for (i = 0, was_ld_map = false; i < fp->len; i++) {
 299                 dst[i] = fp->insnsi[i];
 300                 if (!was_ld_map &&
 301                     dst[i].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW) &&
 302                     (dst[i].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
 303                      dst[i].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE)) {
 304                         was_ld_map = true;
 305                         dst[i].imm = 0;
 306                 } else if (was_ld_map &&
 307                            dst[i].code == 0 &&
 308                            dst[i].dst_reg == 0 &&
 309                            dst[i].src_reg == 0 &&
 310                            dst[i].off == 0) {
 311                         was_ld_map = false;
 312                         dst[i].imm = 0;
 313                 } else {
 314                         was_ld_map = false;
 315                 }
 316         }
 317
 318         psize = bpf_prog_insn_size(fp);
 319         memset(&raw[psize], 0, raw_size - psize);
 320         raw[psize++] = 0x80;
 321
 322         bsize  = round_up(psize, SHA1_BLOCK_SIZE);
 323         blocks = bsize / SHA1_BLOCK_SIZE;
 324         todo   = raw;
 325         if (bsize - psize >= sizeof(__be64)) {
 326                 bits = (__be64 *)(todo + bsize - sizeof(__be64));
 327         } else {
 328                 bits = (__be64 *)(todo + bsize + bits_offset);
 329                 blocks++;
 330         }
 331         *bits = cpu_to_be64((psize - 1) << 3);
 332
 333         while (blocks--) {
 334                 sha1_transform(digest, todo, ws);
 335                 todo += SHA1_BLOCK_SIZE;
 336         }
 337
 338         result = (__force __be32 *)digest;
 339         for (i = 0; i < SHA1_DIGEST_WORDS; i++)
 340                 result[i] = cpu_to_be32(digest[i]);
 341         memcpy(fp->tag, result, sizeof(fp->tag));
 342
 343         vfree(raw);
 344         return 0;
 345 }
 346
 347 static int bpf_adj_delta_to_imm(struct bpf_insn *insn, u32 pos, s32 end_old,
 348                                 s32 end_new, s32 curr, const bool probe_pass)
 349 {
 350         const s64 imm_min = S32_MIN, imm_max = S32_MAX;
 351         s32 delta = end_new - end_old;
 352         s64 imm = insn->imm;
 353
 354         if (curr < pos && curr + imm + 1 >= end_old)
 355                 imm += delta;
 356         else if (curr >= end_new && curr + imm + 1 < end_new)
 357                 imm -= delta;
 358         if (imm < imm_min || imm > imm_max)
 359                 return -ERANGE;
 360         if (!probe_pass)
 361                 insn->imm = imm;
 362         return 0;
 363 }
 364
 365 static int bpf_adj_delta_to_off(struct bpf_insn *insn, u32 pos, s32 end_old,
 366                                 s32 end_new, s32 curr, const bool probe_pass)
 367 {
 368         const s32 off_min = S16_MIN, off_max = S16_MAX;
 369         s32 delta = end_new - end_old;
 370         s32 off = insn->off;
 371
 372         if (curr < pos && curr + off + 1 >= end_old)
 373                 off += delta;
 374         else if (curr >= end_new && curr + off + 1 < end_new)
 375                 off -= delta;
 376         if (off < off_min || off > off_max)
 377                 return -ERANGE;
 378         if (!probe_pass)
 379                 insn->off = off;
 380         return 0;
 381 }
 382
 383 static int bpf_adj_branches(struct bpf_prog *prog, u32 pos, s32 end_old,
 384                             s32 end_new, const bool probe_pass)
 385 {
 386         u32 i, insn_cnt = prog->len + (probe_pass ? end_new - end_old : 0);
 387         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
 388         int ret = 0;
 389
 390         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
 391                 u8 code;
 392
 393                 /* In the probing pass we still operate on the original,
 394                  * unpatched image in order to check overflows before we
 395                  * do any other adjustments. Therefore skip the patchlet.
 396                  */
 397                 if (probe_pass && i == pos) {
 398                         i = end_new;
 399                         insn = prog->insnsi + end_old;
 400                 }
 401                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
 402                         ret = bpf_adj_delta_to_imm(insn, pos, end_old,
 403                                                    end_new, i, probe_pass);
 404                         if (ret)
 405                                 return ret;
 406                         continue;
 407                 }
 408                 code = insn->code;
 409                 if ((BPF_CLASS(code) != BPF_JMP &&
 410                      BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32) ||
 411                     BPF_OP(code) == BPF_EXIT)
 412                         continue;
 413                 /* Adjust offset of jmps if we cross patch boundaries. */
 414                 if (BPF_OP(code) == BPF_CALL) {
 415                         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
 416                                 continue;
 417                         ret = bpf_adj_delta_to_imm(insn, pos, end_old,
 418                                                    end_new, i, probe_pass);
 419                 } else {
 420                         ret = bpf_adj_delta_to_off(insn, pos, end_old,
 421                                                    end_new, i, probe_pass);
 422                 }
 423                 if (ret)
 424                         break;
 425         }
 426
 427         return ret;
 428 }
 429
 430 static void bpf_adj_linfo(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 delta)
 431 {
 432         struct bpf_line_info *linfo;
 433         u32 i, nr_linfo;
 434
 435         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
 436         if (!nr_linfo || !delta)
 437                 return;
 438
 439         linfo = prog->aux->linfo;
 440
 441         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
 442                 if (off < linfo[i].insn_off)
 443                         break;
 444
 445         /* Push all off < linfo[i].insn_off by delta */
 446         for (; i < nr_linfo; i++)
 447                 linfo[i].insn_off += delta;
 448 }
 449
 450 struct bpf_prog *bpf_patch_insn_single(struct bpf_prog *prog, u32 off,
 451                                        const struct bpf_insn *patch, u32 len)
 452 {
 453         u32 insn_adj_cnt, insn_rest, insn_delta = len - 1;
 454         const u32 cnt_max = S16_MAX;
 455         struct bpf_prog *prog_adj;
 456         int err;
 457
 458         /* Since our patchlet doesn't expand the image, we're done. */
 459         if (insn_delta == 0) {
 460                 memcpy(prog->insnsi + off, patch, sizeof(*patch));
 461                 return prog;
 462         }
 463
 464         insn_adj_cnt = prog->len + insn_delta;
 465
 466         /* Reject anything that would potentially let the insn->off
 467          * target overflow when we have excessive program expansions.
 468          * We need to probe here before we do any reallocation where
 469          * we afterwards may not fail anymore.
 470          */
 471         if (insn_adj_cnt > cnt_max &&
 472             (err = bpf_adj_branches(prog, off, off + 1, off + len, true)))
 473                 return ERR_PTR(err);
 474
 475         /* Several new instructions need to be inserted. Make room
 476          * for them. Likely, there's no need for a new allocation as
 477          * last page could have large enough tailroom.
 478          */
 479         prog_adj = bpf_prog_realloc(prog, bpf_prog_size(insn_adj_cnt),
 480                                     GFP_USER);
 481         if (!prog_adj)
 482                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 483
 484         prog_adj->len = insn_adj_cnt;
 485
 486         /* Patching happens in 3 steps:
 487          *
 488          * 1) Move over tail of insnsi from next instruction onwards,
 489          *    so we can patch the single target insn with one or more
 490          *    new ones (patching is always from 1 to n insns, n > 0).
 491          * 2) Inject new instructions at the target location.
 492          * 3) Adjust branch offsets if necessary.
 493          */
 494         insn_rest = insn_adj_cnt - off - len;
 495
 496         memmove(prog_adj->insnsi + off + len, prog_adj->insnsi + off + 1,
 497                 sizeof(*patch) * insn_rest);
 498         memcpy(prog_adj->insnsi + off, patch, sizeof(*patch) * len);
 499
 500         /* We are guaranteed to not fail at this point, otherwise
 501          * the ship has sailed to reverse to the original state. An
 502          * overflow cannot happen at this point.
 503          */
 504         BUG_ON(bpf_adj_branches(prog_adj, off, off + 1, off + len, false));
 505
 506         bpf_adj_linfo(prog_adj, off, insn_delta);
 507
 508         return prog_adj;
 509 }
 510
 511 int bpf_remove_insns(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 cnt)
 512 {
 513         /* Branch offsets can't overflow when program is shrinking, no need
 514          * to call bpf_adj_branches(..., true) here
 515          */
 516         memmove(prog->insnsi + off, prog->insnsi + off + cnt,
 517                 sizeof(struct bpf_insn) * (prog->len - off - cnt));
 518         prog->len -= cnt;
 519
 520         return WARN_ON_ONCE(bpf_adj_branches(prog, off, off + cnt, off, false));
 521 }
 522
 523 static void bpf_prog_kallsyms_del_subprogs(struct bpf_prog *fp)
 524 {
 525         int i;
 526
 527         for (i = 0; i < fp->aux->func_cnt; i++)
 528                 bpf_prog_kallsyms_del(fp->aux->func[i]);
 529 }
 530
 531 void bpf_prog_kallsyms_del_all(struct bpf_prog *fp)
 532 {
 533         bpf_prog_kallsyms_del_subprogs(fp);
 534         bpf_prog_kallsyms_del(fp);
 535 }
 536
 537 #ifdef CONFIG_BPF_JIT
 538 /* All BPF JIT sysctl knobs here. */
 539 int bpf_jit_enable   __read_mostly = IS_BUILTIN(CONFIG_BPF_JIT_DEFAULT_ON);
 540 int bpf_jit_kallsyms __read_mostly = IS_BUILTIN(CONFIG_BPF_JIT_DEFAULT_ON);
 541 int bpf_jit_harden   __read_mostly;
 542 long bpf_jit_limit   __read_mostly;
 543 long bpf_jit_limit_max __read_mostly;
 544
 545 static void
 546 bpf_prog_ksym_set_addr(struct bpf_prog *prog)
 547 {
 548         WARN_ON_ONCE(!bpf_prog_ebpf_jited(prog));
 549
 550         prog->aux->ksym.start = (unsigned long) prog->bpf_func;
 551         prog->aux->ksym.end   = prog->aux->ksym.start + prog->jited_len;
 552 }
 553
 554 static void
 555 bpf_prog_ksym_set_name(struct bpf_prog *prog)
 556 {
 557         char *sym = prog->aux->ksym.name;
 558         const char *end = sym + KSYM_NAME_LEN;
 559         const struct btf_type *type;
 560         const char *func_name;
 561
 562         BUILD_BUG_ON(sizeof("bpf_prog_") +
 563                      sizeof(prog->tag) * 2 +
 564                      /* name has been null terminated.
 565                       * We should need +1 for the '_' preceding
 566                       * the name.  However, the null character
 567                       * is double counted between the name and the
 568                       * sizeof("bpf_prog_") above, so we omit
 569                       * the +1 here.
 570                       */
 571                      sizeof(prog->aux->name) > KSYM_NAME_LEN);
 572
 573         sym += snprintf(sym, KSYM_NAME_LEN, "bpf_prog_");
 574         sym  = bin2hex(sym, prog->tag, sizeof(prog->tag));
 575
 576         /* prog->aux->name will be ignored if full btf name is available */
 577         if (prog->aux->func_info_cnt) {
 578                 type = btf_type_by_id(prog->aux->btf,
 579                                       prog->aux->func_info[prog->aux->func_idx].type_id);
 580                 func_name = btf_name_by_offset(prog->aux->btf, type->name_off);
 581                 snprintf(sym, (size_t)(end - sym), "_%s", func_name);
 582                 return;
 583         }
 584
 585         if (prog->aux->name[0])
 586                 snprintf(sym, (size_t)(end - sym), "_%s", prog->aux->name);
 587         else
 588                 *sym = 0;
 589 }
 590
 591 static unsigned long bpf_get_ksym_start(struct latch_tree_node *n)
 592 {
 593         return container_of(n, struct bpf_ksym, tnode)->start;
 594 }
 595
 596 static __always_inline bool bpf_tree_less(struct latch_tree_node *a,
 597                                           struct latch_tree_node *b)
 598 {
 599         return bpf_get_ksym_start(a) < bpf_get_ksym_start(b);
 600 }
 601
 602 static __always_inline int bpf_tree_comp(void *key, struct latch_tree_node *n)
 603 {
 604         unsigned long val = (unsigned long)key;
 605         const struct bpf_ksym *ksym;
 606
 607         ksym = container_of(n, struct bpf_ksym, tnode);
 608
 609         if (val < ksym->start)
 610                 return -1;
 611         if (val >= ksym->end)
 612                 return  1;
 613
 614         return 0;
 615 }
 616
 617 static const struct latch_tree_ops bpf_tree_ops = {
 618         .less   = bpf_tree_less,
 619         .comp   = bpf_tree_comp,
 620 };
 621
 622 static DEFINE_SPINLOCK(bpf_lock);
 623 static LIST_HEAD(bpf_kallsyms);
 624 static struct latch_tree_root bpf_tree __cacheline_aligned;
 625
 626 void bpf_ksym_add(struct bpf_ksym *ksym)
 627 {
 628         spin_lock_bh(&bpf_lock);
 629         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ksym->lnode));
 630         list_add_tail_rcu(&ksym->lnode, &bpf_kallsyms);
 631         latch_tree_insert(&ksym->tnode, &bpf_tree, &bpf_tree_ops);
 632         spin_unlock_bh(&bpf_lock);
 633 }
 634
 635 static void __bpf_ksym_del(struct bpf_ksym *ksym)
 636 {
 637         if (list_empty(&ksym->lnode))
 638                 return;
 639
 640         latch_tree_erase(&ksym->tnode, &bpf_tree, &bpf_tree_ops);
 641         list_del_rcu(&ksym->lnode);
 642 }
 643
 644 void bpf_ksym_del(struct bpf_ksym *ksym)
 645 {
 646         spin_lock_bh(&bpf_lock);
 647         __bpf_ksym_del(ksym);
 648         spin_unlock_bh(&bpf_lock);
 649 }
 650
 651 static bool bpf_prog_kallsyms_candidate(const struct bpf_prog *fp)
 652 {
 653         return fp->jited && !bpf_prog_was_classic(fp);
 654 }
 655
 656 void bpf_prog_kallsyms_add(struct bpf_prog *fp)
 657 {
 658         if (!bpf_prog_kallsyms_candidate(fp) ||
 659             !bpf_capable())
 660                 return;
 661
 662         bpf_prog_ksym_set_addr(fp);
 663         bpf_prog_ksym_set_name(fp);
 664         fp->aux->ksym.prog = true;
 665
 666         bpf_ksym_add(&fp->aux->ksym);
 667 }
 668
 669 void bpf_prog_kallsyms_del(struct bpf_prog *fp)
 670 {
 671         if (!bpf_prog_kallsyms_candidate(fp))
 672                 return;
 673
 674         bpf_ksym_del(&fp->aux->ksym);
 675 }
 676
 677 static struct bpf_ksym *bpf_ksym_find(unsigned long addr)
 678 {
 679         struct latch_tree_node *n;
 680
 681         n = latch_tree_find((void *)addr, &bpf_tree, &bpf_tree_ops);
 682         return n ? container_of(n, struct bpf_ksym, tnode) : NULL;
 683 }
 684
 685 const char *__bpf_address_lookup(unsigned long addr, unsigned long *size,
 686                                  unsigned long *off, char *sym)
 687 {
 688         struct bpf_ksym *ksym;
 689         char *ret = NULL;
 690
 691         rcu_read_lock();
 692         ksym = bpf_ksym_find(addr);
 693         if (ksym) {
 694                 unsigned long symbol_start = ksym->start;
 695                 unsigned long symbol_end = ksym->end;
 696
 697                 strncpy(sym, ksym->name, KSYM_NAME_LEN);
 698
 699                 ret = sym;
 700                 if (size)
 701                         *size = symbol_end - symbol_start;
 702                 if (off)
 703                         *off  = addr - symbol_start;
 704         }
 705         rcu_read_unlock();
 706
 707         return ret;
 708 }
 709
 710 bool is_bpf_text_address(unsigned long addr)
 711 {
 712         bool ret;
 713
 714         rcu_read_lock();
 715         ret = bpf_ksym_find(addr) != NULL;
 716         rcu_read_unlock();
 717
 718         return ret;
 719 }
 720
 721 static struct bpf_prog *bpf_prog_ksym_find(unsigned long addr)
 722 {
 723         struct bpf_ksym *ksym = bpf_ksym_find(addr);
 724
 725         return ksym && ksym->prog ?
 726                container_of(ksym, struct bpf_prog_aux, ksym)->prog :
 727                NULL;
 728 }
 729
 730 const struct exception_table_entry *search_bpf_extables(unsigned long addr)
 731 {
 732         const struct exception_table_entry *e = NULL;
 733         struct bpf_prog *prog;
 734
 735         rcu_read_lock();
 736         prog = bpf_prog_ksym_find(addr);
 737         if (!prog)
 738                 goto out;
 739         if (!prog->aux->num_exentries)
 740                 goto out;
 741
 742         e = search_extable(prog->aux->extable, prog->aux->num_exentries, addr);
 743 out:
 744         rcu_read_unlock();
 745         return e;
 746 }
 747
 748 int bpf_get_kallsym(unsigned int symnum, unsigned long *value, char *type,
 749                     char *sym)
 750 {
 751         struct bpf_ksym *ksym;
 752         unsigned int it = 0;
 753         int ret = -ERANGE;
 754
 755         if (!bpf_jit_kallsyms_enabled())
 756                 return ret;
 757
 758         rcu_read_lock();
 759         list_for_each_entry_rcu(ksym, &bpf_kallsyms, lnode) {
 760                 if (it++ != symnum)
 761                         continue;
 762
 763                 strncpy(sym, ksym->name, KSYM_NAME_LEN);
 764
 765                 *value = ksym->start;
 766                 *type  = BPF_SYM_ELF_TYPE;
 767
 768                 ret = 0;
 769                 break;
 770         }
 771         rcu_read_unlock();
 772
 773         return ret;
 774 }
 775
 776 int bpf_jit_add_poke_descriptor(struct bpf_prog *prog,
 777                                 struct bpf_jit_poke_descriptor *poke)
 778 {
 779         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
 780         static const u32 poke_tab_max = 1024;
 781         u32 slot = prog->aux->size_poke_tab;
 782         u32 size = slot + 1;
 783
 784         if (size > poke_tab_max)
 785                 return -ENOSPC;
 786         if (poke->tailcall_target || poke->tailcall_target_stable ||
 787             poke->tailcall_bypass || poke->adj_off || poke->bypass_addr)
 788                 return -EINVAL;
 789
 790         switch (poke->reason) {
 791         case BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL:
 792                 if (!poke->tail_call.map)
 793                         return -EINVAL;
 794                 break;
 795         default:
 796                 return -EINVAL;
 797         }
 798
 799         tab = krealloc(tab, size * sizeof(*poke), GFP_KERNEL);
 800         if (!tab)
 801                 return -ENOMEM;
 802
 803         memcpy(&tab[slot], poke, sizeof(*poke));
 804         prog->aux->size_poke_tab = size;
 805         prog->aux->poke_tab = tab;
 806
 807         return slot;
 808 }
 809
 810 /*
 811  * BPF program pack allocator.
 812  *
 813  * Most BPF programs are pretty small. Allocating a hole page for each
 814  * program is sometime a waste. Many small bpf program also adds pressure
 815  * to instruction TLB. To solve this issue, we introduce a BPF program pack
 816  * allocator. The prog_pack allocator uses HPAGE_PMD_SIZE page (2MB on x86)
 817  * to host BPF programs.
 818  */
 819 #define BPF_PROG_CHUNK_SHIFT    6
 820 #define BPF_PROG_CHUNK_SIZE     (1 << BPF_PROG_CHUNK_SHIFT)
 821 #define BPF_PROG_CHUNK_MASK     (~(BPF_PROG_CHUNK_SIZE - 1))
 822
 823 struct bpf_prog_pack {
 824         struct list_head list;
 825         void *ptr;
 826         unsigned long bitmap[];
 827 };
 828
 829 void bpf_jit_fill_hole_with_zero(void *area, unsigned int size)
 830 {
 831         memset(area, 0, size);
 832 }
 833
 834 #define BPF_PROG_SIZE_TO_NBITS(size)    (round_up(size, BPF_PROG_CHUNK_SIZE) / BPF_PROG_CHUNK_SIZE)
 835
 836 static DEFINE_MUTEX(pack_mutex);
 837 static LIST_HEAD(pack_list);
 838
 839 /* PMD_SIZE is not available in some special config, e.g. ARCH=arm with
 840  * CONFIG_MMU=n. Use PAGE_SIZE in these cases.
 841  */
 842 #ifdef PMD_SIZE
 843 #define BPF_PROG_PACK_SIZE (PMD_SIZE * num_possible_nodes())
 844 #else
 845 #define BPF_PROG_PACK_SIZE PAGE_SIZE
 846 #endif
 847
 848 #define BPF_PROG_CHUNK_COUNT (BPF_PROG_PACK_SIZE / BPF_PROG_CHUNK_SIZE)
 849
 850 static struct bpf_prog_pack *alloc_new_pack(bpf_jit_fill_hole_t bpf_fill_ill_insns)
 851 {
 852         struct bpf_prog_pack *pack;
 853
 854         pack = kzalloc(struct_size(pack, bitmap, BITS_TO_LONGS(BPF_PROG_CHUNK_COUNT)),
 855                        GFP_KERNEL);
 856         if (!pack)
 857                 return NULL;
 858         pack->ptr = module_alloc(BPF_PROG_PACK_SIZE);
 859         if (!pack->ptr) {
 860                 kfree(pack);
 861                 return NULL;
 862         }
 863         bpf_fill_ill_insns(pack->ptr, BPF_PROG_PACK_SIZE);
 864         bitmap_zero(pack->bitmap, BPF_PROG_PACK_SIZE / BPF_PROG_CHUNK_SIZE);
 865         list_add_tail(&pack->list, &pack_list);
 866
 867         set_vm_flush_reset_perms(pack->ptr);
 868         set_memory_ro((unsigned long)pack->ptr, BPF_PROG_PACK_SIZE / PAGE_SIZE);
 869         set_memory_x((unsigned long)pack->ptr, BPF_PROG_PACK_SIZE / PAGE_SIZE);
 870         return pack;
 871 }
 872
 873 void *bpf_prog_pack_alloc(u32 size, bpf_jit_fill_hole_t bpf_fill_ill_insns)
 874 {
 875         unsigned int nbits = BPF_PROG_SIZE_TO_NBITS(size);
 876         struct bpf_prog_pack *pack;
 877         unsigned long pos;
 878         void *ptr = NULL;
 879
 880         mutex_lock(&pack_mutex);
 881         if (size > BPF_PROG_PACK_SIZE) {
 882                 size = round_up(size, PAGE_SIZE);
 883                 ptr = module_alloc(size);
 884                 if (ptr) {
 885                         bpf_fill_ill_insns(ptr, size);
 886                         set_vm_flush_reset_perms(ptr);
 887                         set_memory_ro((unsigned long)ptr, size / PAGE_SIZE);
 888                         set_memory_x((unsigned long)ptr, size / PAGE_SIZE);
 889                 }
 890                 goto out;
 891         }
 892         list_for_each_entry(pack, &pack_list, list) {
 893                 pos = bitmap_find_next_zero_area(pack->bitmap, BPF_PROG_CHUNK_COUNT, 0,
 894                                                  nbits, 0);
 895                 if (pos < BPF_PROG_CHUNK_COUNT)
 896                         goto found_free_area;
 897         }
 898
 899         pack = alloc_new_pack(bpf_fill_ill_insns);
 900         if (!pack)
 901                 goto out;
 902
 903         pos = 0;
 904
 905 found_free_area:
 906         bitmap_set(pack->bitmap, pos, nbits);
 907         ptr = (void *)(pack->ptr) + (pos << BPF_PROG_CHUNK_SHIFT);
 908
 909 out:
 910         mutex_unlock(&pack_mutex);
 911         return ptr;
 912 }
 913
 914 void bpf_prog_pack_free(struct bpf_binary_header *hdr)
 915 {
 916         struct bpf_prog_pack *pack = NULL, *tmp;
 917         unsigned int nbits;
 918         unsigned long pos;
 919
 920         mutex_lock(&pack_mutex);
 921         if (hdr->size > BPF_PROG_PACK_SIZE) {
 922                 module_memfree(hdr);
 923                 goto out;
 924         }
 925
 926         list_for_each_entry(tmp, &pack_list, list) {
 927                 if ((void *)hdr >= tmp->ptr && (tmp->ptr + BPF_PROG_PACK_SIZE) > (void *)hdr) {
 928                         pack = tmp;
 929                         break;
 930                 }
 931         }
 932
 933         if (WARN_ONCE(!pack, "bpf_prog_pack bug\n"))
 934                 goto out;
 935
 936         nbits = BPF_PROG_SIZE_TO_NBITS(hdr->size);
 937         pos = ((unsigned long)hdr - (unsigned long)pack->ptr) >> BPF_PROG_CHUNK_SHIFT;
 938
 939         WARN_ONCE(bpf_arch_text_invalidate(hdr, hdr->size),
 940                   "bpf_prog_pack bug: missing bpf_arch_text_invalidate?\n");
 941
 942         bitmap_clear(pack->bitmap, pos, nbits);
 943         if (bitmap_find_next_zero_area(pack->bitmap, BPF_PROG_CHUNK_COUNT, 0,
 944                                        BPF_PROG_CHUNK_COUNT, 0) == 0) {
 945                 list_del(&pack->list);
 946                 module_memfree(pack->ptr);
 947                 kfree(pack);
 948         }
 949 out:
 950         mutex_unlock(&pack_mutex);
 951 }
 952
 953 static atomic_long_t bpf_jit_current;
 954
 955 /* Can be overridden by an arch's JIT compiler if it has a custom,
 956  * dedicated BPF backend memory area, or if neither of the two
 957  * below apply.
 958  */
 959 u64 __weak bpf_jit_alloc_exec_limit(void)
 960 {
 961 #if defined(MODULES_VADDR)
 962         return MODULES_END - MODULES_VADDR;
 963 #else
 964         return VMALLOC_END - VMALLOC_START;
 965 #endif
 966 }
 967
 968 static int __init bpf_jit_charge_init(void)
 969 {
 970         /* Only used as heuristic here to derive limit. */
 971         bpf_jit_limit_max = bpf_jit_alloc_exec_limit();
 972         bpf_jit_limit = min_t(u64, round_up(bpf_jit_limit_max >> 1,
 973                                             PAGE_SIZE), LONG_MAX);
 974         return 0;
 975 }
 976 pure_initcall(bpf_jit_charge_init);
 977
 978 int bpf_jit_charge_modmem(u32 size)
 979 {
 980         if (atomic_long_add_return(size, &bpf_jit_current) > READ_ONCE(bpf_jit_limit)) {
 981                 if (!bpf_capable()) {
 982                         atomic_long_sub(size, &bpf_jit_current);
 983                         return -EPERM;
 984                 }
 985         }
 986
 987         return 0;
 988 }
 989
 990 void bpf_jit_uncharge_modmem(u32 size)
 991 {
 992         atomic_long_sub(size, &bpf_jit_current);
 993 }
 994
 995 void *__weak bpf_jit_alloc_exec(unsigned long size)
 996 {
 997         return module_alloc(size);
 998 }
 999
1000 void __weak bpf_jit_free_exec(void *addr)
1001 {
1002         module_memfree(addr);
1003 }
1004
1005 struct bpf_binary_header *
1006 bpf_jit_binary_alloc(unsigned int proglen, u8 **image_ptr,
1007                      unsigned int alignment,
1008                      bpf_jit_fill_hole_t bpf_fill_ill_insns)
1009 {
1010         struct bpf_binary_header *hdr;
1011         u32 size, hole, start;
1012
1013         WARN_ON_ONCE(!is_power_of_2(alignment) ||
1014                      alignment > BPF_IMAGE_ALIGNMENT);
1015
1016         /* Most of BPF filters are really small, but if some of them
1017          * fill a page, allow at least 128 extra bytes to insert a
1018          * random section of illegal instructions.
1019          */
1020         size = round_up(proglen + sizeof(*hdr) + 128, PAGE_SIZE);
1021
1022         if (bpf_jit_charge_modmem(size))
1023                 return NULL;
1024         hdr = bpf_jit_alloc_exec(size);
1025         if (!hdr) {
1026                 bpf_jit_uncharge_modmem(size);
1027                 return NULL;
1028         }
1029
1030         /* Fill space with illegal/arch-dep instructions. */
1031         bpf_fill_ill_insns(hdr, size);
1032
1033         hdr->size = size;
1034         hole = min_t(unsigned int, size - (proglen + sizeof(*hdr)),
1035                      PAGE_SIZE - sizeof(*hdr));
1036         start = prandom_u32_max(hole) & ~(alignment - 1);
1037
1038         /* Leave a random number of instructions before BPF code. */
1039         *image_ptr = &hdr->image[start];
1040
1041         return hdr;
1042 }
1043
1044 void bpf_jit_binary_free(struct bpf_binary_header *hdr)
1045 {
1046         u32 size = hdr->size;
1047
1048         bpf_jit_free_exec(hdr);
1049         bpf_jit_uncharge_modmem(size);
1050 }
1051
1052 /* Allocate jit binary from bpf_prog_pack allocator.
1053  * Since the allocated memory is RO+X, the JIT engine cannot write directly
1054  * to the memory. To solve this problem, a RW buffer is also allocated at
1055  * as the same time. The JIT engine should calculate offsets based on the
1056  * RO memory address, but write JITed program to the RW buffer. Once the
1057  * JIT engine finishes, it calls bpf_jit_binary_pack_finalize, which copies
1058  * the JITed program to the RO memory.
1059  */
1060 struct bpf_binary_header *
1061 bpf_jit_binary_pack_alloc(unsigned int proglen, u8 **image_ptr,
1062                           unsigned int alignment,
1063                           struct bpf_binary_header **rw_header,
1064                           u8 **rw_image,
1065                           bpf_jit_fill_hole_t bpf_fill_ill_insns)
1066 {
1067         struct bpf_binary_header *ro_header;
1068         u32 size, hole, start;
1069
1070         WARN_ON_ONCE(!is_power_of_2(alignment) ||
1071                      alignment > BPF_IMAGE_ALIGNMENT);
1072
1073         /* add 16 bytes for a random section of illegal instructions */
1074         size = round_up(proglen + sizeof(*ro_header) + 16, BPF_PROG_CHUNK_SIZE);
1075
1076         if (bpf_jit_charge_modmem(size))
1077                 return NULL;
1078         ro_header = bpf_prog_pack_alloc(size, bpf_fill_ill_insns);
1079         if (!ro_header) {
1080                 bpf_jit_uncharge_modmem(size);
1081                 return NULL;
1082         }
1083
1084         *rw_header = kvmalloc(size, GFP_KERNEL);
1085         if (!*rw_header) {
1086                 bpf_arch_text_copy(&ro_header->size, &size, sizeof(size));
1087                 bpf_prog_pack_free(ro_header);
1088                 bpf_jit_uncharge_modmem(size);
1089                 return NULL;
1090         }
1091
1092         /* Fill space with illegal/arch-dep instructions. */
1093         bpf_fill_ill_insns(*rw_header, size);
1094         (*rw_header)->size = size;
1095
1096         hole = min_t(unsigned int, size - (proglen + sizeof(*ro_header)),
1097                      BPF_PROG_CHUNK_SIZE - sizeof(*ro_header));
1098         start = prandom_u32_max(hole) & ~(alignment - 1);
1099
1100         *image_ptr = &ro_header->image[start];
1101         *rw_image = &(*rw_header)->image[start];
1102
1103         return ro_header;
1104 }
1105
1106 /* Copy JITed text from rw_header to its final location, the ro_header. */
1107 int bpf_jit_binary_pack_finalize(struct bpf_prog *prog,
1108                                  struct bpf_binary_header *ro_header,
1109                                  struct bpf_binary_header *rw_header)
1110 {
1111         void *ptr;
1112
1113         ptr = bpf_arch_text_copy(ro_header, rw_header, rw_header->size);
1114
1115         kvfree(rw_header);
1116
1117         if (IS_ERR(ptr)) {
1118                 bpf_prog_pack_free(ro_header);
1119                 return PTR_ERR(ptr);
1120         }
1121         return 0;
1122 }
1123
1124 /* bpf_jit_binary_pack_free is called in two different scenarios:
1125  *   1) when the program is freed after;
1126  *   2) when the JIT engine fails (before bpf_jit_binary_pack_finalize).
1127  * For case 2), we need to free both the RO memory and the RW buffer.
1128  *
1129  * bpf_jit_binary_pack_free requires proper ro_header->size. However,
1130  * bpf_jit_binary_pack_alloc does not set it. Therefore, ro_header->size
1131  * must be set with either bpf_jit_binary_pack_finalize (normal path) or
1132  * bpf_arch_text_copy (when jit fails).
1133  */
1134 void bpf_jit_binary_pack_free(struct bpf_binary_header *ro_header,
1135                               struct bpf_binary_header *rw_header)
1136 {
1137         u32 size = ro_header->size;
1138
1139         bpf_prog_pack_free(ro_header);
1140         kvfree(rw_header);
1141         bpf_jit_uncharge_modmem(size);
1142 }
1143
1144 struct bpf_binary_header *
1145 bpf_jit_binary_pack_hdr(const struct bpf_prog *fp)
1146 {
1147         unsigned long real_start = (unsigned long)fp->bpf_func;
1148         unsigned long addr;
1149
1150         addr = real_start & BPF_PROG_CHUNK_MASK;
1151         return (void *)addr;
1152 }
1153
1154 static inline struct bpf_binary_header *
1155 bpf_jit_binary_hdr(const struct bpf_prog *fp)
1156 {
1157         unsigned long real_start = (unsigned long)fp->bpf_func;
1158         unsigned long addr;
1159
1160         addr = real_start & PAGE_MASK;
1161         return (void *)addr;
1162 }
1163
1164 /* This symbol is only overridden by archs that have different
1165  * requirements than the usual eBPF JITs, f.e. when they only
1166  * implement cBPF JIT, do not set images read-only, etc.
1167  */
1168 void __weak bpf_jit_free(struct bpf_prog *fp)
1169 {
1170         if (fp->jited) {
1171                 struct bpf_binary_header *hdr = bpf_jit_binary_hdr(fp);
1172
1173                 bpf_jit_binary_free(hdr);
1174                 WARN_ON_ONCE(!bpf_prog_kallsyms_verify_off(fp));
1175         }
1176
1177         bpf_prog_unlock_free(fp);
1178 }
1179
1180 int bpf_jit_get_func_addr(const struct bpf_prog *prog,
1181                           const struct bpf_insn *insn, bool extra_pass,
1182                           u64 *func_addr, bool *func_addr_fixed)
1183 {
1184         s16 off = insn->off;
1185         s32 imm = insn->imm;
1186         u8 *addr;
1187
1188         *func_addr_fixed = insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL;
1189         if (!*func_addr_fixed) {
1190                 /* Place-holder address till the last pass has collected
1191                  * all addresses for JITed subprograms in which case we
1192                  * can pick them up from prog->aux.
1193                  */
1194                 if (!extra_pass)
1195                         addr = NULL;
1196                 else if (prog->aux->func &&
1197                          off >= 0 && off < prog->aux->func_cnt)
1198                         addr = (u8 *)prog->aux->func[off]->bpf_func;
1199                 else
1200                         return -EINVAL;
1201         } else {
1202                 /* Address of a BPF helper call. Since part of the core
1203                  * kernel, it's always at a fixed location. __bpf_call_base
1204                  * and the helper with imm relative to it are both in core
1205                  * kernel.
1206                  */
1207                 addr = (u8 *)__bpf_call_base + imm;
1208         }
1209
1210         *func_addr = (unsigned long)addr;
1211         return 0;
1212 }
1213
1214 static int bpf_jit_blind_insn(const struct bpf_insn *from,
1215                               const struct bpf_insn *aux,
1216                               struct bpf_insn *to_buff,
1217                               bool emit_zext)
1218 {
1219         struct bpf_insn *to = to_buff;
1220         u32 imm_rnd = get_random_u32();
1221         s16 off;
1222
1223         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_AX  + 1 != MAX_BPF_JIT_REG);
1224         BUILD_BUG_ON(MAX_BPF_REG + 1 != MAX_BPF_JIT_REG);
1225
1226         /* Constraints on AX register:
1227          *
1228          * AX register is inaccessible from user space. It is mapped in
1229          * all JITs, and used here for constant blinding rewrites. It is
1230          * typically "stateless" meaning its contents are only valid within
1231          * the executed instruction, but not across several instructions.
1232          * There are a few exceptions however which are further detailed
1233          * below.
1234          *
1235          * Constant blinding is only used by JITs, not in the interpreter.
1236          * The interpreter uses AX in some occasions as a local temporary
1237          * register e.g. in DIV or MOD instructions.
1238          *
1239          * In restricted circumstances, the verifier can also use the AX
1240          * register for rewrites as long as they do not interfere with
1241          * the above cases!
1242          */
1243         if (from->dst_reg == BPF_REG_AX || from->src_reg == BPF_REG_AX)
1244                 goto out;
1245
1246         if (from->imm == 0 &&
1247             (from->code == (BPF_ALU   | BPF_MOV | BPF_K) ||
1248              from->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K))) {
1249                 *to++ = BPF_ALU64_REG(BPF_XOR, from->dst_reg, from->dst_reg);
1250                 goto out;
1251         }
1252
1253         switch (from->code) {
1254         case BPF_ALU | BPF_ADD | BPF_K:
1255         case BPF_ALU | BPF_SUB | BPF_K:
1256         case BPF_ALU | BPF_AND | BPF_K:
1257         case BPF_ALU | BPF_OR  | BPF_K:
1258         case BPF_ALU | BPF_XOR | BPF_K:
1259         case BPF_ALU | BPF_MUL | BPF_K:
1260         case BPF_ALU | BPF_MOV | BPF_K:
1261         case BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_K:
1262         case BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_K:
1263                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
1264                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1265                 *to++ = BPF_ALU32_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX);
1266                 break;
1267
1268         case BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_K:
1269         case BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_K:
1270         case BPF_ALU64 | BPF_AND | BPF_K:
1271         case BPF_ALU64 | BPF_OR  | BPF_K:
1272         case BPF_ALU64 | BPF_XOR | BPF_K:
1273         case BPF_ALU64 | BPF_MUL | BPF_K:
1274         case BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_K:
1275         case BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_K:
1276         case BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_K:
1277                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
1278                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1279                 *to++ = BPF_ALU64_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX);
1280                 break;
1281
1282         case BPF_JMP | BPF_JEQ  | BPF_K:
1283         case BPF_JMP | BPF_JNE  | BPF_K:
1284         case BPF_JMP | BPF_JGT  | BPF_K:
1285         case BPF_JMP | BPF_JLT  | BPF_K:
1286         case BPF_JMP | BPF_JGE  | BPF_K:
1287         case BPF_JMP | BPF_JLE  | BPF_K:
1288         case BPF_JMP | BPF_JSGT | BPF_K:
1289         case BPF_JMP | BPF_JSLT | BPF_K:
1290         case BPF_JMP | BPF_JSGE | BPF_K:
1291         case BPF_JMP | BPF_JSLE | BPF_K:
1292         case BPF_JMP | BPF_JSET | BPF_K:
1293                 /* Accommodate for extra offset in case of a backjump. */
1294                 off = from->off;
1295                 if (off < 0)
1296                         off -= 2;
1297                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
1298                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1299                 *to++ = BPF_JMP_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX, off);
1300                 break;
1301
1302         case BPF_JMP32 | BPF_JEQ  | BPF_K:
1303         case BPF_JMP32 | BPF_JNE  | BPF_K:
1304         case BPF_JMP32 | BPF_JGT  | BPF_K:
1305         case BPF_JMP32 | BPF_JLT  | BPF_K:
1306         case BPF_JMP32 | BPF_JGE  | BPF_K:
1307         case BPF_JMP32 | BPF_JLE  | BPF_K:
1308         case BPF_JMP32 | BPF_JSGT | BPF_K:
1309         case BPF_JMP32 | BPF_JSLT | BPF_K:
1310         case BPF_JMP32 | BPF_JSGE | BPF_K:
1311         case BPF_JMP32 | BPF_JSLE | BPF_K:
1312         case BPF_JMP32 | BPF_JSET | BPF_K:
1313                 /* Accommodate for extra offset in case of a backjump. */
1314                 off = from->off;
1315                 if (off < 0)
1316                         off -= 2;
1317                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
1318                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1319                 *to++ = BPF_JMP32_REG(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX,
1320                                       off);
1321                 break;
1322
1323         case BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW:
1324                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ aux[1].imm);
1325                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1326                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
1327                 *to++ = BPF_ALU64_REG(BPF_MOV, aux[0].dst_reg, BPF_REG_AX);
1328                 break;
1329         case 0: /* Part 2 of BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW. */
1330                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ aux[0].imm);
1331                 *to++ = BPF_ALU32_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1332                 if (emit_zext)
1333                         *to++ = BPF_ZEXT_REG(BPF_REG_AX);
1334                 *to++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR,  aux[0].dst_reg, BPF_REG_AX);
1335                 break;
1336
1337         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW:
1338         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W:
1339         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H:
1340         case BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B:
1341                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, imm_rnd ^ from->imm);
1342                 *to++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_XOR, BPF_REG_AX, imm_rnd);
1343                 *to++ = BPF_STX_MEM(from->code, from->dst_reg, BPF_REG_AX, from->off);
1344                 break;
1345         }
1346 out:
1347         return to - to_buff;
1348 }
1349
1350 static struct bpf_prog *bpf_prog_clone_create(struct bpf_prog *fp_other,
1351                                               gfp_t gfp_extra_flags)
1352 {
1353         gfp_t gfp_flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | gfp_extra_flags;
1354         struct bpf_prog *fp;
1355
1356         fp = __vmalloc(fp_other->pages * PAGE_SIZE, gfp_flags);
1357         if (fp != NULL) {
1358                 /* aux->prog still points to the fp_other one, so
1359                  * when promoting the clone to the real program,
1360                  * this still needs to be adapted.
1361                  */
1362                 memcpy(fp, fp_other, fp_other->pages * PAGE_SIZE);
1363         }
1364
1365         return fp;
1366 }
1367
1368 static void bpf_prog_clone_free(struct bpf_prog *fp)
1369 {
1370         /* aux was stolen by the other clone, so we cannot free
1371          * it from this path! It will be freed eventually by the
1372          * other program on release.
1373          *
1374          * At this point, we don't need a deferred release since
1375          * clone is guaranteed to not be locked.
1376          */
1377         fp->aux = NULL;
1378         fp->stats = NULL;
1379         fp->active = NULL;
1380         __bpf_prog_free(fp);
1381 }
1382
1383 void bpf_jit_prog_release_other(struct bpf_prog *fp, struct bpf_prog *fp_other)
1384 {
1385         /* We have to repoint aux->prog to self, as we don't
1386          * know whether fp here is the clone or the original.
1387          */
1388         fp->aux->prog = fp;
1389         bpf_prog_clone_free(fp_other);
1390 }
1391
1392 struct bpf_prog *bpf_jit_blind_constants(struct bpf_prog *prog)
1393 {
1394         struct bpf_insn insn_buff[16], aux[2];
1395         struct bpf_prog *clone, *tmp;
1396         int insn_delta, insn_cnt;
1397         struct bpf_insn *insn;
1398         int i, rewritten;
1399
1400         if (!prog->blinding_requested || prog->blinded)
1401                 return prog;
1402
1403         clone = bpf_prog_clone_create(prog, GFP_USER);
1404         if (!clone)
1405                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1406
1407         insn_cnt = clone->len;
1408         insn = clone->insnsi;
1409
1410         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
1411                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
1412                         /* ld_imm64 with an address of bpf subprog is not
1413                          * a user controlled constant. Don't randomize it,
1414                          * since it will conflict with jit_subprogs() logic.
1415                          */
1416                         insn++;
1417                         i++;
1418                         continue;
1419                 }
1420
1421                 /* We temporarily need to hold the original ld64 insn
1422                  * so that we can still access the first part in the
1423                  * second blinding run.
1424                  */
1425                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW) &&
1426                     insn[1].code == 0)
1427                         memcpy(aux, insn, sizeof(aux));
1428
1429                 rewritten = bpf_jit_blind_insn(insn, aux, insn_buff,
1430                                                 clone->aux->verifier_zext);
1431                 if (!rewritten)
1432                         continue;
1433
1434                 tmp = bpf_patch_insn_single(clone, i, insn_buff, rewritten);
1435                 if (IS_ERR(tmp)) {
1436                         /* Patching may have repointed aux->prog during
1437                          * realloc from the original one, so we need to
1438                          * fix it up here on error.
1439                          */
1440                         bpf_jit_prog_release_other(prog, clone);
1441                         return tmp;
1442                 }
1443
1444                 clone = tmp;
1445                 insn_delta = rewritten - 1;
1446
1447                 /* Walk new program and skip insns we just inserted. */
1448                 insn = clone->insnsi + i + insn_delta;
1449                 insn_cnt += insn_delta;
1450                 i        += insn_delta;
1451         }
1452
1453         clone->blinded = 1;
1454         return clone;
1455 }
1456 #endif /* CONFIG_BPF_JIT */
1457
1458 /* Base function for offset calculation. Needs to go into .text section,
1459  * therefore keeping it non-static as well; will also be used by JITs
1460  * anyway later on, so do not let the compiler omit it. This also needs
1461  * to go into kallsyms for correlation from e.g. bpftool, so naming
1462  * must not change.
1463  */
1464 noinline u64 __bpf_call_base(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
1465 {
1466         return 0;
1467 }
1468 EXPORT_SYMBOL_GPL(__bpf_call_base);
1469
1470 /* All UAPI available opcodes. */
1471 #define BPF_INSN_MAP(INSN_2, INSN_3)            \
1472         /* 32 bit ALU operations. */            \
1473         /*   Register based. */                 \
1474         INSN_3(ALU, ADD,  X),                   \
1475         INSN_3(ALU, SUB,  X),                   \
1476         INSN_3(ALU, AND,  X),                   \
1477         INSN_3(ALU, OR,   X),                   \
1478         INSN_3(ALU, LSH,  X),                   \
1479         INSN_3(ALU, RSH,  X),                   \
1480         INSN_3(ALU, XOR,  X),                   \
1481         INSN_3(ALU, MUL,  X),                   \
1482         INSN_3(ALU, MOV,  X),                   \
1483         INSN_3(ALU, ARSH, X),                   \
1484         INSN_3(ALU, DIV,  X),                   \
1485         INSN_3(ALU, MOD,  X),                   \
1486         INSN_2(ALU, NEG),                       \
1487         INSN_3(ALU, END, TO_BE),                \
1488         INSN_3(ALU, END, TO_LE),                \
1489         /*   Immediate based. */                \
1490         INSN_3(ALU, ADD,  K),                   \
1491         INSN_3(ALU, SUB,  K),                   \
1492         INSN_3(ALU, AND,  K),                   \
1493         INSN_3(ALU, OR,   K),                   \
1494         INSN_3(ALU, LSH,  K),                   \
1495         INSN_3(ALU, RSH,  K),                   \
1496         INSN_3(ALU, XOR,  K),                   \
1497         INSN_3(ALU, MUL,  K),                   \
1498         INSN_3(ALU, MOV,  K),                   \
1499         INSN_3(ALU, ARSH, K),                   \
1500         INSN_3(ALU, DIV,  K),                   \
1501         INSN_3(ALU, MOD,  K),                   \
1502         /* 64 bit ALU operations. */            \
1503         /*   Register based. */                 \
1504         INSN_3(ALU64, ADD,  X),                 \
1505         INSN_3(ALU64, SUB,  X),                 \
1506         INSN_3(ALU64, AND,  X),                 \
1507         INSN_3(ALU64, OR,   X),                 \
1508         INSN_3(ALU64, LSH,  X),                 \
1509         INSN_3(ALU64, RSH,  X),                 \
1510         INSN_3(ALU64, XOR,  X),                 \
1511         INSN_3(ALU64, MUL,  X),                 \
1512         INSN_3(ALU64, MOV,  X),                 \
1513         INSN_3(ALU64, ARSH, X),                 \
1514         INSN_3(ALU64, DIV,  X),                 \
1515         INSN_3(ALU64, MOD,  X),                 \
1516         INSN_2(ALU64, NEG),                     \
1517         /*   Immediate based. */                \
1518         INSN_3(ALU64, ADD,  K),                 \
1519         INSN_3(ALU64, SUB,  K),                 \
1520         INSN_3(ALU64, AND,  K),                 \
1521         INSN_3(ALU64, OR,   K),                 \
1522         INSN_3(ALU64, LSH,  K),                 \
1523         INSN_3(ALU64, RSH,  K),                 \
1524         INSN_3(ALU64, XOR,  K),                 \
1525         INSN_3(ALU64, MUL,  K),                 \
1526         INSN_3(ALU64, MOV,  K),                 \
1527         INSN_3(ALU64, ARSH, K),                 \
1528         INSN_3(ALU64, DIV,  K),                 \
1529         INSN_3(ALU64, MOD,  K),                 \
1530         /* Call instruction. */                 \
1531         INSN_2(JMP, CALL),                      \
1532         /* Exit instruction. */                 \
1533         INSN_2(JMP, EXIT),                      \
1534         /* 32-bit Jump instructions. */         \
1535         /*   Register based. */                 \
1536         INSN_3(JMP32, JEQ,  X),                 \
1537         INSN_3(JMP32, JNE,  X),                 \
1538         INSN_3(JMP32, JGT,  X),                 \
1539         INSN_3(JMP32, JLT,  X),                 \
1540         INSN_3(JMP32, JGE,  X),                 \
1541         INSN_3(JMP32, JLE,  X),                 \
1542         INSN_3(JMP32, JSGT, X),                 \
1543         INSN_3(JMP32, JSLT, X),                 \
1544         INSN_3(JMP32, JSGE, X),                 \
1545         INSN_3(JMP32, JSLE, X),                 \
1546         INSN_3(JMP32, JSET, X),                 \
1547         /*   Immediate based. */                \
1548         INSN_3(JMP32, JEQ,  K),                 \
1549         INSN_3(JMP32, JNE,  K),                 \
1550         INSN_3(JMP32, JGT,  K),                 \
1551         INSN_3(JMP32, JLT,  K),                 \
1552         INSN_3(JMP32, JGE,  K),                 \
1553         INSN_3(JMP32, JLE,  K),                 \
1554         INSN_3(JMP32, JSGT, K),                 \
1555         INSN_3(JMP32, JSLT, K),                 \
1556         INSN_3(JMP32, JSGE, K),                 \
1557         INSN_3(JMP32, JSLE, K),                 \
1558         INSN_3(JMP32, JSET, K),                 \
1559         /* Jump instructions. */                \
1560         /*   Register based. */                 \
1561         INSN_3(JMP, JEQ,  X),                   \
1562         INSN_3(JMP, JNE,  X),                   \
1563         INSN_3(JMP, JGT,  X),                   \
1564         INSN_3(JMP, JLT,  X),                   \
1565         INSN_3(JMP, JGE,  X),                   \
1566         INSN_3(JMP, JLE,  X),                   \
1567         INSN_3(JMP, JSGT, X),                   \
1568         INSN_3(JMP, JSLT, X),                   \
1569         INSN_3(JMP, JSGE, X),                   \
1570         INSN_3(JMP, JSLE, X),                   \
1571         INSN_3(JMP, JSET, X),                   \
1572         /*   Immediate based. */                \
1573         INSN_3(JMP, JEQ,  K),                   \
1574         INSN_3(JMP, JNE,  K),                   \
1575         INSN_3(JMP, JGT,  K),                   \
1576         INSN_3(JMP, JLT,  K),                   \
1577         INSN_3(JMP, JGE,  K),                   \
1578         INSN_3(JMP, JLE,  K),                   \
1579         INSN_3(JMP, JSGT, K),                   \
1580         INSN_3(JMP, JSLT, K),                   \
1581         INSN_3(JMP, JSGE, K),                   \
1582         INSN_3(JMP, JSLE, K),                   \
1583         INSN_3(JMP, JSET, K),                   \
1584         INSN_2(JMP, JA),                        \
1585         /* Store instructions. */               \
1586         /*   Register based. */                 \
1587         INSN_3(STX, MEM,  B),                   \
1588         INSN_3(STX, MEM,  H),                   \
1589         INSN_3(STX, MEM,  W),                   \
1590         INSN_3(STX, MEM,  DW),                  \
1591         INSN_3(STX, ATOMIC, W),                 \
1592         INSN_3(STX, ATOMIC, DW),                \
1593         /*   Immediate based. */                \
1594         INSN_3(ST, MEM, B),                     \
1595         INSN_3(ST, MEM, H),                     \
1596         INSN_3(ST, MEM, W),                     \
1597         INSN_3(ST, MEM, DW),                    \
1598         /* Load instructions. */                \
1599         /*   Register based. */                 \
1600         INSN_3(LDX, MEM, B),                    \
1601         INSN_3(LDX, MEM, H),                    \
1602         INSN_3(LDX, MEM, W),                    \
1603         INSN_3(LDX, MEM, DW),                   \
1604         /*   Immediate based. */                \
1605         INSN_3(LD, IMM, DW)
1606
1607 bool bpf_opcode_in_insntable(u8 code)
1608 {
1609 #define BPF_INSN_2_TBL(x, y)    [BPF_##x | BPF_##y] = true
1610 #define BPF_INSN_3_TBL(x, y, z) [BPF_##x | BPF_##y | BPF_##z] = true
1611         static const bool public_insntable[256] = {
1612                 [0 ... 255] = false,
1613                 /* Now overwrite non-defaults ... */
1614                 BPF_INSN_MAP(BPF_INSN_2_TBL, BPF_INSN_3_TBL),
1615                 /* UAPI exposed, but rewritten opcodes. cBPF carry-over. */
1616                 [BPF_LD | BPF_ABS | BPF_B] = true,
1617                 [BPF_LD | BPF_ABS | BPF_H] = true,
1618                 [BPF_LD | BPF_ABS | BPF_W] = true,
1619                 [BPF_LD | BPF_IND | BPF_B] = true,
1620                 [BPF_LD | BPF_IND | BPF_H] = true,
1621                 [BPF_LD | BPF_IND | BPF_W] = true,
1622         };
1623 #undef BPF_INSN_3_TBL
1624 #undef BPF_INSN_2_TBL
1625         return public_insntable[code];
1626 }
1627
1628 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
1629 u64 __weak bpf_probe_read_kernel(void *dst, u32 size, const void *unsafe_ptr)
1630 {
1631         memset(dst, 0, size);
1632         return -EFAULT;
1633 }
1634
1635 /**
1636  *      ___bpf_prog_run - run eBPF program on a given context
1637  *      @regs: is the array of MAX_BPF_EXT_REG eBPF pseudo-registers
1638  *      @insn: is the array of eBPF instructions
1639  *
1640  * Decode and execute eBPF instructions.
1641  *
1642  * Return: whatever value is in %BPF_R0 at program exit
1643  */
1644 static u64 ___bpf_prog_run(u64 *regs, const struct bpf_insn *insn)
1645 {
1646 #define BPF_INSN_2_LBL(x, y)    [BPF_##x | BPF_##y] = &&x##_##y
1647 #define BPF_INSN_3_LBL(x, y, z) [BPF_##x | BPF_##y | BPF_##z] = &&x##_##y##_##z
1648         static const void * const jumptable[256] __annotate_jump_table = {
1649                 [0 ... 255] = &&default_label,
1650                 /* Now overwrite non-defaults ... */
1651                 BPF_INSN_MAP(BPF_INSN_2_LBL, BPF_INSN_3_LBL),
1652                 /* Non-UAPI available opcodes. */
1653                 [BPF_JMP | BPF_CALL_ARGS] = &&JMP_CALL_ARGS,
1654                 [BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL] = &&JMP_TAIL_CALL,
1655                 [BPF_ST  | BPF_NOSPEC] = &&ST_NOSPEC,
1656                 [BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_B] = &&LDX_PROBE_MEM_B,
1657                 [BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_H] = &&LDX_PROBE_MEM_H,
1658                 [BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_W] = &&LDX_PROBE_MEM_W,
1659                 [BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM | BPF_DW] = &&LDX_PROBE_MEM_DW,
1660         };
1661 #undef BPF_INSN_3_LBL
1662 #undef BPF_INSN_2_LBL
1663         u32 tail_call_cnt = 0;
1664
1665 #define CONT     ({ insn++; goto select_insn; })
1666 #define CONT_JMP ({ insn++; goto select_insn; })
1667
1668 select_insn:
1669         goto *jumptable[insn->code];
1670
1671         /* Explicitly mask the register-based shift amounts with 63 or 31
1672          * to avoid undefined behavior. Normally this won't affect the
1673          * generated code, for example, in case of native 64 bit archs such
1674          * as x86-64 or arm64, the compiler is optimizing the AND away for
1675          * the interpreter. In case of JITs, each of the JIT backends compiles
1676          * the BPF shift operations to machine instructions which produce
1677          * implementation-defined results in such a case; the resulting
1678          * contents of the register may be arbitrary, but program behaviour
1679          * as a whole remains defined. In other words, in case of JIT backends,
1680          * the AND must /not/ be added to the emitted LSH/RSH/ARSH translation.
1681          */
1682         /* ALU (shifts) */
1683 #define SHT(OPCODE, OP)                                 \
1684         ALU64_##OPCODE##_X:                             \
1685                 DST = DST OP (SRC & 63);                \
1686                 CONT;                                   \
1687         ALU_##OPCODE##_X:                               \
1688                 DST = (u32) DST OP ((u32) SRC & 31);    \
1689                 CONT;                                   \
1690         ALU64_##OPCODE##_K:                             \
1691                 DST = DST OP IMM;                       \
1692                 CONT;                                   \
1693         ALU_##OPCODE##_K:                               \
1694                 DST = (u32) DST OP (u32) IMM;           \
1695                 CONT;
1696         /* ALU (rest) */
1697 #define ALU(OPCODE, OP)                                 \
1698         ALU64_##OPCODE##_X:                             \
1699                 DST = DST OP SRC;                       \
1700                 CONT;                                   \
1701         ALU_##OPCODE##_X:                               \
1702                 DST = (u32) DST OP (u32) SRC;           \
1703                 CONT;                                   \
1704         ALU64_##OPCODE##_K:                             \
1705                 DST = DST OP IMM;                       \
1706                 CONT;                                   \
1707         ALU_##OPCODE##_K:                               \
1708                 DST = (u32) DST OP (u32) IMM;           \
1709                 CONT;
1710         ALU(ADD,  +)
1711         ALU(SUB,  -)
1712         ALU(AND,  &)
1713         ALU(OR,   |)
1714         ALU(XOR,  ^)
1715         ALU(MUL,  *)
1716         SHT(LSH, <<)
1717         SHT(RSH, >>)
1718 #undef SHT
1719 #undef ALU
1720         ALU_NEG:
1721                 DST = (u32) -DST;
1722                 CONT;
1723         ALU64_NEG:
1724                 DST = -DST;
1725                 CONT;
1726         ALU_MOV_X:
1727                 DST = (u32) SRC;
1728                 CONT;
1729         ALU_MOV_K:
1730                 DST = (u32) IMM;
1731                 CONT;
1732         ALU64_MOV_X:
1733                 DST = SRC;
1734                 CONT;
1735         ALU64_MOV_K:
1736                 DST = IMM;
1737                 CONT;
1738         LD_IMM_DW:
1739                 DST = (u64) (u32) insn[0].imm | ((u64) (u32) insn[1].imm) << 32;
1740                 insn++;
1741                 CONT;
1742         ALU_ARSH_X:
1743                 DST = (u64) (u32) (((s32) DST) >> (SRC & 31));
1744                 CONT;
1745         ALU_ARSH_K:
1746                 DST = (u64) (u32) (((s32) DST) >> IMM);
1747                 CONT;
1748         ALU64_ARSH_X:
1749                 (*(s64 *) &DST) >>= (SRC & 63);
1750                 CONT;
1751         ALU64_ARSH_K:
1752                 (*(s64 *) &DST) >>= IMM;
1753                 CONT;
1754         ALU64_MOD_X:
1755                 div64_u64_rem(DST, SRC, &AX);
1756                 DST = AX;
1757                 CONT;
1758         ALU_MOD_X:
1759                 AX = (u32) DST;
1760                 DST = do_div(AX, (u32) SRC);
1761                 CONT;
1762         ALU64_MOD_K:
1763                 div64_u64_rem(DST, IMM, &AX);
1764                 DST = AX;
1765                 CONT;
1766         ALU_MOD_K:
1767                 AX = (u32) DST;
1768                 DST = do_div(AX, (u32) IMM);
1769                 CONT;
1770         ALU64_DIV_X:
1771                 DST = div64_u64(DST, SRC);
1772                 CONT;
1773         ALU_DIV_X:
1774                 AX = (u32) DST;
1775                 do_div(AX, (u32) SRC);
1776                 DST = (u32) AX;
1777                 CONT;
1778         ALU64_DIV_K:
1779                 DST = div64_u64(DST, IMM);
1780                 CONT;
1781         ALU_DIV_K:
1782                 AX = (u32) DST;
1783                 do_div(AX, (u32) IMM);
1784                 DST = (u32) AX;
1785                 CONT;
1786         ALU_END_TO_BE:
1787                 switch (IMM) {
1788                 case 16:
1789                         DST = (__force u16) cpu_to_be16(DST);
1790                         break;
1791                 case 32:
1792                         DST = (__force u32) cpu_to_be32(DST);
1793                         break;
1794                 case 64:
1795                         DST = (__force u64) cpu_to_be64(DST);
1796                         break;
1797                 }
1798                 CONT;
1799         ALU_END_TO_LE:
1800                 switch (IMM) {
1801                 case 16:
1802                         DST = (__force u16) cpu_to_le16(DST);
1803                         break;
1804                 case 32:
1805                         DST = (__force u32) cpu_to_le32(DST);
1806                         break;
1807                 case 64:
1808                         DST = (__force u64) cpu_to_le64(DST);
1809                         break;
1810                 }
1811                 CONT;
1812
1813         /* CALL */
1814         JMP_CALL:
1815                 /* Function call scratches BPF_R1-BPF_R5 registers,
1816                  * preserves BPF_R6-BPF_R9, and stores return value
1817                  * into BPF_R0.
1818                  */
1819                 BPF_R0 = (__bpf_call_base + insn->imm)(BPF_R1, BPF_R2, BPF_R3,
1820                                                        BPF_R4, BPF_R5);
1821                 CONT;
1822
1823         JMP_CALL_ARGS:
1824                 BPF_R0 = (__bpf_call_base_args + insn->imm)(BPF_R1, BPF_R2,
1825                                                             BPF_R3, BPF_R4,
1826                                                             BPF_R5,
1827                                                             insn + insn->off + 1);
1828                 CONT;
1829
1830         JMP_TAIL_CALL: {
1831                 struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) BPF_R2;
1832                 struct bpf_array *array = container_of(map, struct bpf_array, map);
1833                 struct bpf_prog *prog;
1834                 u32 index = BPF_R3;
1835
1836                 if (unlikely(index >= array->map.max_entries))
1837                         goto out;
1838
1839                 if (unlikely(tail_call_cnt >= MAX_TAIL_CALL_CNT))
1840                         goto out;
1841
1842                 tail_call_cnt++;
1843
1844                 prog = READ_ONCE(array->ptrs[index]);
1845                 if (!prog)
1846                         goto out;
1847
1848                 /* ARG1 at this point is guaranteed to point to CTX from
1849                  * the verifier side due to the fact that the tail call is
1850                  * handled like a helper, that is, bpf_tail_call_proto,
1851                  * where arg1_type is ARG_PTR_TO_CTX.
1852                  */
1853                 insn = prog->insnsi;
1854                 goto select_insn;
1855 out:
1856                 CONT;
1857         }
1858         JMP_JA:
1859                 insn += insn->off;
1860                 CONT;
1861         JMP_EXIT:
1862                 return BPF_R0;
1863         /* JMP */
1864 #define COND_JMP(SIGN, OPCODE, CMP_OP)                          \
1865         JMP_##OPCODE##_X:                                       \
1866                 if ((SIGN##64) DST CMP_OP (SIGN##64) SRC) {     \
1867                         insn += insn->off;                      \
1868                         CONT_JMP;                               \
1869                 }                                               \
1870                 CONT;                                           \
1871         JMP32_##OPCODE##_X:                                     \
1872                 if ((SIGN##32) DST CMP_OP (SIGN##32) SRC) {     \
1873                         insn += insn->off;                      \
1874                         CONT_JMP;                               \
1875                 }                                               \
1876                 CONT;                                           \
1877         JMP_##OPCODE##_K:                                       \
1878                 if ((SIGN##64) DST CMP_OP (SIGN##64) IMM) {     \
1879                         insn += insn->off;                      \
1880                         CONT_JMP;                               \
1881                 }                                               \
1882                 CONT;                                           \
1883         JMP32_##OPCODE##_K:                                     \
1884                 if ((SIGN##32) DST CMP_OP (SIGN##32) IMM) {     \
1885                         insn += insn->off;                      \
1886                         CONT_JMP;                               \
1887                 }                                               \
1888                 CONT;
1889         COND_JMP(u, JEQ, ==)
1890         COND_JMP(u, JNE, !=)
1891         COND_JMP(u, JGT, >)
1892         COND_JMP(u, JLT, <)
1893         COND_JMP(u, JGE, >=)
1894         COND_JMP(u, JLE, <=)
1895         COND_JMP(u, JSET, &)
1896         COND_JMP(s, JSGT, >)
1897         COND_JMP(s, JSLT, <)
1898         COND_JMP(s, JSGE, >=)
1899         COND_JMP(s, JSLE, <=)
1900 #undef COND_JMP
1901         /* ST, STX and LDX*/
1902         ST_NOSPEC:
1903                 /* Speculation barrier for mitigating Speculative Store Bypass.
1904                  * In case of arm64, we rely on the firmware mitigation as
1905                  * controlled via the ssbd kernel parameter. Whenever the
1906                  * mitigation is enabled, it works for all of the kernel code
1907                  * with no need to provide any additional instructions here.
1908                  * In case of x86, we use 'lfence' insn for mitigation. We
1909                  * reuse preexisting logic from Spectre v1 mitigation that
1910                  * happens to produce the required code on x86 for v4 as well.
1911                  */
1912                 barrier_nospec();
1913                 CONT;
1914 #define LDST(SIZEOP, SIZE)                                              \
1915         STX_MEM_##SIZEOP:                                               \
1916                 *(SIZE *)(unsigned long) (DST + insn->off) = SRC;       \
1917                 CONT;                                                   \
1918         ST_MEM_##SIZEOP:                                                \
1919                 *(SIZE *)(unsigned long) (DST + insn->off) = IMM;       \
1920                 CONT;                                                   \
1921         LDX_MEM_##SIZEOP:                                               \
1922                 DST = *(SIZE *)(unsigned long) (SRC + insn->off);       \
1923                 CONT;                                                   \
1924         LDX_PROBE_MEM_##SIZEOP:                                         \
1925                 bpf_probe_read_kernel(&DST, sizeof(SIZE),               \
1926                                       (const void *)(long) (SRC + insn->off));  \
1927                 DST = *((SIZE *)&DST);                                  \
1928                 CONT;
1929
1930         LDST(B,   u8)
1931         LDST(H,  u16)
1932         LDST(W,  u32)
1933         LDST(DW, u64)
1934 #undef LDST
1935
1936 #define ATOMIC_ALU_OP(BOP, KOP)                                         \
1937                 case BOP:                                               \
1938                         if (BPF_SIZE(insn->code) == BPF_W)              \
1939                                 atomic_##KOP((u32) SRC, (atomic_t *)(unsigned long) \
1940                                              (DST + insn->off));        \
1941                         else                                            \
1942                                 atomic64_##KOP((u64) SRC, (atomic64_t *)(unsigned long) \
1943                                                (DST + insn->off));      \
1944                         break;                                          \
1945                 case BOP | BPF_FETCH:                                   \
1946                         if (BPF_SIZE(insn->code) == BPF_W)              \
1947                                 SRC = (u32) atomic_fetch_##KOP(         \
1948                                         (u32) SRC,                      \
1949                                         (atomic_t *)(unsigned long) (DST + insn->off)); \
1950                         else                                            \
1951                                 SRC = (u64) atomic64_fetch_##KOP(       \
1952                                         (u64) SRC,                      \
1953                                         (atomic64_t *)(unsigned long) (DST + insn->off)); \
1954                         break;
1955
1956         STX_ATOMIC_DW:
1957         STX_ATOMIC_W:
1958                 switch (IMM) {
1959                 ATOMIC_ALU_OP(BPF_ADD, add)
1960                 ATOMIC_ALU_OP(BPF_AND, and)
1961                 ATOMIC_ALU_OP(BPF_OR, or)
1962                 ATOMIC_ALU_OP(BPF_XOR, xor)
1963 #undef ATOMIC_ALU_OP
1964
1965                 case BPF_XCHG:
1966                         if (BPF_SIZE(insn->code) == BPF_W)
1967                                 SRC = (u32) atomic_xchg(
1968                                         (atomic_t *)(unsigned long) (DST + insn->off),
1969                                         (u32) SRC);
1970                         else
1971                                 SRC = (u64) atomic64_xchg(
1972                                         (atomic64_t *)(unsigned long) (DST + insn->off),
1973                                         (u64) SRC);
1974                         break;
1975                 case BPF_CMPXCHG:
1976                         if (BPF_SIZE(insn->code) == BPF_W)
1977                                 BPF_R0 = (u32) atomic_cmpxchg(
1978                                         (atomic_t *)(unsigned long) (DST + insn->off),
1979                                         (u32) BPF_R0, (u32) SRC);
1980                         else
1981                                 BPF_R0 = (u64) atomic64_cmpxchg(
1982                                         (atomic64_t *)(unsigned long) (DST + insn->off),
1983                                         (u64) BPF_R0, (u64) SRC);
1984                         break;
1985
1986                 default:
1987                         goto default_label;
1988                 }
1989                 CONT;
1990
1991         default_label:
1992                 /* If we ever reach this, we have a bug somewhere. Die hard here
1993                  * instead of just returning 0; we could be somewhere in a subprog,
1994                  * so execution could continue otherwise which we do /not/ want.
1995                  *
1996                  * Note, verifier whitelists all opcodes in bpf_opcode_in_insntable().
1997                  */
1998                 pr_warn("BPF interpreter: unknown opcode %02x (imm: 0x%x)\n",
1999                         insn->code, insn->imm);
2000                 BUG_ON(1);
2001                 return 0;
2002 }
2003
2004 #define PROG_NAME(stack_size) __bpf_prog_run##stack_size
2005 #define DEFINE_BPF_PROG_RUN(stack_size) \
2006 static unsigned int PROG_NAME(stack_size)(const void *ctx, const struct bpf_insn *insn) \
2007 { \
2008         u64 stack[stack_size / sizeof(u64)]; \
2009         u64 regs[MAX_BPF_EXT_REG] = {}; \
2010 \
2011         FP = (u64) (unsigned long) &stack[ARRAY_SIZE(stack)]; \
2012         ARG1 = (u64) (unsigned long) ctx; \
2013         return ___bpf_prog_run(regs, insn); \
2014 }
2015
2016 #define PROG_NAME_ARGS(stack_size) __bpf_prog_run_args##stack_size
2017 #define DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS(stack_size) \
2018 static u64 PROG_NAME_ARGS(stack_size)(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5, \
2019                                       const struct bpf_insn *insn) \
2020 { \
2021         u64 stack[stack_size / sizeof(u64)]; \
2022         u64 regs[MAX_BPF_EXT_REG]; \
2023 \
2024         FP = (u64) (unsigned long) &stack[ARRAY_SIZE(stack)]; \
2025         BPF_R1 = r1; \
2026         BPF_R2 = r2; \
2027         BPF_R3 = r3; \
2028         BPF_R4 = r4; \
2029         BPF_R5 = r5; \
2030         return ___bpf_prog_run(regs, insn); \
2031 }
2032
2033 #define EVAL1(FN, X) FN(X)
2034 #define EVAL2(FN, X, Y...) FN(X) EVAL1(FN, Y)
2035 #define EVAL3(FN, X, Y...) FN(X) EVAL2(FN, Y)
2036 #define EVAL4(FN, X, Y...) FN(X) EVAL3(FN, Y)
2037 #define EVAL5(FN, X, Y...) FN(X) EVAL4(FN, Y)
2038 #define EVAL6(FN, X, Y...) FN(X) EVAL5(FN, Y)
2039
2040 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN, 32, 64, 96, 128, 160, 192);
2041 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN, 224, 256, 288, 320, 352, 384);
2042 EVAL4(DEFINE_BPF_PROG_RUN, 416, 448, 480, 512);
2043
2044 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS, 32, 64, 96, 128, 160, 192);
2045 EVAL6(DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS, 224, 256, 288, 320, 352, 384);
2046 EVAL4(DEFINE_BPF_PROG_RUN_ARGS, 416, 448, 480, 512);
2047
2048 #define PROG_NAME_LIST(stack_size) PROG_NAME(stack_size),
2049
2050 static unsigned int (*interpreters[])(const void *ctx,
2051                                       const struct bpf_insn *insn) = {
2052 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 32, 64, 96, 128, 160, 192)
2053 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 224, 256, 288, 320, 352, 384)
2054 EVAL4(PROG_NAME_LIST, 416, 448, 480, 512)
2055 };
2056 #undef PROG_NAME_LIST
2057 #define PROG_NAME_LIST(stack_size) PROG_NAME_ARGS(stack_size),
2058 static u64 (*interpreters_args[])(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5,
2059                                   const struct bpf_insn *insn) = {
2060 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 32, 64, 96, 128, 160, 192)
2061 EVAL6(PROG_NAME_LIST, 224, 256, 288, 320, 352, 384)
2062 EVAL4(PROG_NAME_LIST, 416, 448, 480, 512)
2063 };
2064 #undef PROG_NAME_LIST
2065
2066 void bpf_patch_call_args(struct bpf_insn *insn, u32 stack_depth)
2067 {
2068         stack_depth = max_t(u32, stack_depth, 1);
2069         insn->off = (s16) insn->imm;
2070         insn->imm = interpreters_args[(round_up(stack_depth, 32) / 32) - 1] -
2071                 __bpf_call_base_args;
2072         insn->code = BPF_JMP | BPF_CALL_ARGS;
2073 }
2074
2075 #else
2076 static unsigned int __bpf_prog_ret0_warn(const void *ctx,
2077                                          const struct bpf_insn *insn)
2078 {
2079         /* If this handler ever gets executed, then BPF_JIT_ALWAYS_ON
2080          * is not working properly, so warn about it!
2081          */
2082         WARN_ON_ONCE(1);
2083         return 0;
2084 }
2085 #endif
2086
2087 bool bpf_prog_map_compatible(struct bpf_map *map,
2088                              const struct bpf_prog *fp)
2089 {
2090         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(fp);
2091         bool ret;
2092
2093         if (fp->kprobe_override)
2094                 return false;
2095
2096         spin_lock(&map->owner.lock);
2097         if (!map->owner.type) {
2098                 /* There's no owner yet where we could check for
2099                  * compatibility.
2100                  */
2101                 map->owner.type  = prog_type;
2102                 map->owner.jited = fp->jited;
2103                 map->owner.xdp_has_frags = fp->aux->xdp_has_frags;
2104                 ret = true;
2105         } else {
2106                 ret = map->owner.type  == prog_type &&
2107                       map->owner.jited == fp->jited &&
2108                       map->owner.xdp_has_frags == fp->aux->xdp_has_frags;
2109         }
2110         spin_unlock(&map->owner.lock);
2111
2112         return ret;
2113 }
2114
2115 static int bpf_check_tail_call(const struct bpf_prog *fp)
2116 {
2117         struct bpf_prog_aux *aux = fp->aux;
2118         int i, ret = 0;
2119
2120         mutex_lock(&aux->used_maps_mutex);
2121         for (i = 0; i < aux->used_map_cnt; i++) {
2122                 struct bpf_map *map = aux->used_maps[i];
2123
2124                 if (!map_type_contains_progs(map))
2125                         continue;
2126
2127                 if (!bpf_prog_map_compatible(map, fp)) {
2128                         ret = -EINVAL;
2129                         goto out;
2130                 }
2131         }
2132
2133 out:
2134         mutex_unlock(&aux->used_maps_mutex);
2135         return ret;
2136 }
2137
2138 static void bpf_prog_select_func(struct bpf_prog *fp)
2139 {
2140 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
2141         u32 stack_depth = max_t(u32, fp->aux->stack_depth, 1);
2142
2143         fp->bpf_func = interpreters[(round_up(stack_depth, 32) / 32) - 1];
2144 #else
2145         fp->bpf_func = __bpf_prog_ret0_warn;
2146 #endif
2147 }
2148
2149 /**
2150  *      bpf_prog_select_runtime - select exec runtime for BPF program
2151  *      @fp: bpf_prog populated with BPF program
2152  *      @err: pointer to error variable
2153  *
2154  * Try to JIT eBPF program, if JIT is not available, use interpreter.
2155  * The BPF program will be executed via bpf_prog_run() function.
2156  *
2157  * Return: the &fp argument along with &err set to 0 for success or
2158  * a negative errno code on failure
2159  */
2160 struct bpf_prog *bpf_prog_select_runtime(struct bpf_prog *fp, int *err)
2161 {
2162         /* In case of BPF to BPF calls, verifier did all the prep
2163          * work with regards to JITing, etc.
2164          */
2165         bool jit_needed = false;
2166
2167         if (fp->bpf_func)
2168                 goto finalize;
2169
2170         if (IS_ENABLED(CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON) ||
2171             bpf_prog_has_kfunc_call(fp))
2172                 jit_needed = true;
2173
2174         bpf_prog_select_func(fp);
2175
2176         /* eBPF JITs can rewrite the program in case constant
2177          * blinding is active. However, in case of error during
2178          * blinding, bpf_int_jit_compile() must always return a
2179          * valid program, which in this case would simply not
2180          * be JITed, but falls back to the interpreter.
2181          */
2182         if (!bpf_prog_is_dev_bound(fp->aux)) {
2183                 *err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(fp);
2184                 if (*err)
2185                         return fp;
2186
2187                 fp = bpf_int_jit_compile(fp);
2188                 bpf_prog_jit_attempt_done(fp);
2189                 if (!fp->jited && jit_needed) {
2190                         *err = -ENOTSUPP;
2191                         return fp;
2192                 }
2193         } else {
2194                 *err = bpf_prog_offload_compile(fp);
2195                 if (*err)
2196                         return fp;
2197         }
2198
2199 finalize:
2200         bpf_prog_lock_ro(fp);
2201
2202         /* The tail call compatibility check can only be done at
2203          * this late stage as we need to determine, if we deal
2204          * with JITed or non JITed program concatenations and not
2205          * all eBPF JITs might immediately support all features.
2206          */
2207         *err = bpf_check_tail_call(fp);
2208
2209         return fp;
2210 }
2211 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_select_runtime);
2212
2213 static unsigned int __bpf_prog_ret1(const void *ctx,
2214                                     const struct bpf_insn *insn)
2215 {
2216         return 1;
2217 }
2218
2219 static struct bpf_prog_dummy {
2220         struct bpf_prog prog;
2221 } dummy_bpf_prog = {
2222         .prog = {
2223                 .bpf_func = __bpf_prog_ret1,
2224         },
2225 };
2226
2227 struct bpf_empty_prog_array bpf_empty_prog_array = {
2228         .null_prog = NULL,
2229 };
2230 EXPORT_SYMBOL(bpf_empty_prog_array);
2231
2232 struct bpf_prog_array *bpf_prog_array_alloc(u32 prog_cnt, gfp_t flags)
2233 {
2234         if (prog_cnt)
2235                 return kzalloc(sizeof(struct bpf_prog_array) +
2236                                sizeof(struct bpf_prog_array_item) *
2237                                (prog_cnt + 1),
2238                                flags);
2239
2240         return &bpf_empty_prog_array.hdr;
2241 }
2242
2243 void bpf_prog_array_free(struct bpf_prog_array *progs)
2244 {
2245         if (!progs || progs == &bpf_empty_prog_array.hdr)
2246                 return;
2247         kfree_rcu(progs, rcu);
2248 }
2249
2250 static void __bpf_prog_array_free_sleepable_cb(struct rcu_head *rcu)
2251 {
2252         struct bpf_prog_array *progs;
2253
2254         progs = container_of(rcu, struct bpf_prog_array, rcu);
2255         kfree_rcu(progs, rcu);
2256 }
2257
2258 void bpf_prog_array_free_sleepable(struct bpf_prog_array *progs)
2259 {
2260         if (!progs || progs == &bpf_empty_prog_array.hdr)
2261                 return;
2262         call_rcu_tasks_trace(&progs->rcu, __bpf_prog_array_free_sleepable_cb);
2263 }
2264
2265 int bpf_prog_array_length(struct bpf_prog_array *array)
2266 {
2267         struct bpf_prog_array_item *item;
2268         u32 cnt = 0;
2269
2270         for (item = array->items; item->prog; item++)
2271                 if (item->prog != &dummy_bpf_prog.prog)
2272                         cnt++;
2273         return cnt;
2274 }
2275
2276 bool bpf_prog_array_is_empty(struct bpf_prog_array *array)
2277 {
2278         struct bpf_prog_array_item *item;
2279
2280         for (item = array->items; item->prog; item++)
2281                 if (item->prog != &dummy_bpf_prog.prog)
2282                         return false;
2283         return true;
2284 }
2285
2286 static bool bpf_prog_array_copy_core(struct bpf_prog_array *array,
2287                                      u32 *prog_ids,
2288                                      u32 request_cnt)
2289 {
2290         struct bpf_prog_array_item *item;
2291         int i = 0;
2292
2293         for (item = array->items; item->prog; item++) {
2294                 if (item->prog == &dummy_bpf_prog.prog)
2295                         continue;
2296                 prog_ids[i] = item->prog->aux->id;
2297                 if (++i == request_cnt) {
2298                         item++;
2299                         break;
2300                 }
2301         }
2302
2303         return !!(item->prog);
2304 }
2305
2306 int bpf_prog_array_copy_to_user(struct bpf_prog_array *array,
2307                                 __u32 __user *prog_ids, u32 cnt)
2308 {
2309         unsigned long err = 0;
2310         bool nospc;
2311         u32 *ids;
2312
2313         /* users of this function are doing:
2314          * cnt = bpf_prog_array_length();
2315          * if (cnt > 0)
2316          *     bpf_prog_array_copy_to_user(..., cnt);
2317          * so below kcalloc doesn't need extra cnt > 0 check.
2318          */
2319         ids = kcalloc(cnt, sizeof(u32), GFP_USER | __GFP_NOWARN);
2320         if (!ids)
2321                 return -ENOMEM;
2322         nospc = bpf_prog_array_copy_core(array, ids, cnt);
2323         err = copy_to_user(prog_ids, ids, cnt * sizeof(u32));
2324         kfree(ids);
2325         if (err)
2326                 return -EFAULT;
2327         if (nospc)
2328                 return -ENOSPC;
2329         return 0;
2330 }
2331
2332 void bpf_prog_array_delete_safe(struct bpf_prog_array *array,
2333                                 struct bpf_prog *old_prog)
2334 {
2335         struct bpf_prog_array_item *item;
2336
2337         for (item = array->items; item->prog; item++)
2338                 if (item->prog == old_prog) {
2339                         WRITE_ONCE(item->prog, &dummy_bpf_prog.prog);
2340                         break;
2341                 }
2342 }
2343
2344 /**
2345  * bpf_prog_array_delete_safe_at() - Replaces the program at the given
2346  *                                   index into the program array with
2347  *                                   a dummy no-op program.
2348  * @array: a bpf_prog_array
2349  * @index: the index of the program to replace
2350  *
2351  * Skips over dummy programs, by not counting them, when calculating
2352  * the position of the program to replace.
2353  *
2354  * Return:
2355  * * 0          - Success
2356  * * -EINVAL    - Invalid index value. Must be a non-negative integer.
2357  * * -ENOENT    - Index out of range
2358  */
2359 int bpf_prog_array_delete_safe_at(struct bpf_prog_array *array, int index)
2360 {
2361         return bpf_prog_array_update_at(array, index, &dummy_bpf_prog.prog);
2362 }
2363
2364 /**
2365  * bpf_prog_array_update_at() - Updates the program at the given index
2366  *                              into the program array.
2367  * @array: a bpf_prog_array
2368  * @index: the index of the program to update
2369  * @prog: the program to insert into the array
2370  *
2371  * Skips over dummy programs, by not counting them, when calculating
2372  * the position of the program to update.
2373  *
2374  * Return:
2375  * * 0          - Success
2376  * * -EINVAL    - Invalid index value. Must be a non-negative integer.
2377  * * -ENOENT    - Index out of range
2378  */
2379 int bpf_prog_array_update_at(struct bpf_prog_array *array, int index,
2380                              struct bpf_prog *prog)
2381 {
2382         struct bpf_prog_array_item *item;
2383
2384         if (unlikely(index < 0))
2385                 return -EINVAL;
2386
2387         for (item = array->items; item->prog; item++) {
2388                 if (item->prog == &dummy_bpf_prog.prog)
2389                         continue;
2390                 if (!index) {
2391                         WRITE_ONCE(item->prog, prog);
2392                         return 0;
2393                 }
2394                 index--;
2395         }
2396         return -ENOENT;
2397 }
2398
2399 int bpf_prog_array_copy(struct bpf_prog_array *old_array,
2400                         struct bpf_prog *exclude_prog,
2401                         struct bpf_prog *include_prog,
2402                         u64 bpf_cookie,
2403                         struct bpf_prog_array **new_array)
2404 {
2405         int new_prog_cnt, carry_prog_cnt = 0;
2406         struct bpf_prog_array_item *existing, *new;
2407         struct bpf_prog_array *array;
2408         bool found_exclude = false;
2409
2410         /* Figure out how many existing progs we need to carry over to
2411          * the new array.
2412          */
2413         if (old_array) {
2414                 existing = old_array->items;
2415                 for (; existing->prog; existing++) {
2416                         if (existing->prog == exclude_prog) {
2417                                 found_exclude = true;
2418                                 continue;
2419                         }
2420                         if (existing->prog != &dummy_bpf_prog.prog)
2421                                 carry_prog_cnt++;
2422                         if (existing->prog == include_prog)
2423                                 return -EEXIST;
2424                 }
2425         }
2426
2427         if (exclude_prog && !found_exclude)
2428                 return -ENOENT;
2429
2430         /* How many progs (not NULL) will be in the new array? */
2431         new_prog_cnt = carry_prog_cnt;
2432         if (include_prog)
2433                 new_prog_cnt += 1;
2434
2435         /* Do we have any prog (not NULL) in the new array? */
2436         if (!new_prog_cnt) {
2437                 *new_array = NULL;
2438                 return 0;
2439         }
2440
2441         /* +1 as the end of prog_array is marked with NULL */
2442         array = bpf_prog_array_alloc(new_prog_cnt + 1, GFP_KERNEL);
2443         if (!array)
2444                 return -ENOMEM;
2445         new = array->items;
2446
2447         /* Fill in the new prog array */
2448         if (carry_prog_cnt) {
2449                 existing = old_array->items;
2450                 for (; existing->prog; existing++) {
2451                         if (existing->prog == exclude_prog ||
2452                             existing->prog == &dummy_bpf_prog.prog)
2453                                 continue;
2454
2455                         new->prog = existing->prog;
2456                         new->bpf_cookie = existing->bpf_cookie;
2457                         new++;
2458                 }
2459         }
2460         if (include_prog) {
2461                 new->prog = include_prog;
2462                 new->bpf_cookie = bpf_cookie;
2463                 new++;
2464         }
2465         new->prog = NULL;
2466         *new_array = array;
2467         return 0;
2468 }
2469
2470 int bpf_prog_array_copy_info(struct bpf_prog_array *array,
2471                              u32 *prog_ids, u32 request_cnt,
2472                              u32 *prog_cnt)
2473 {
2474         u32 cnt = 0;
2475
2476         if (array)
2477                 cnt = bpf_prog_array_length(array);
2478
2479         *prog_cnt = cnt;
2480
2481         /* return early if user requested only program count or nothing to copy */
2482         if (!request_cnt || !cnt)
2483                 return 0;
2484
2485         /* this function is called under trace/bpf_trace.c: bpf_event_mutex */
2486         return bpf_prog_array_copy_core(array, prog_ids, request_cnt) ? -ENOSPC
2487                                                                      : 0;
2488 }
2489
2490 void __bpf_free_used_maps(struct bpf_prog_aux *aux,
2491                           struct bpf_map **used_maps, u32 len)
2492 {
2493         struct bpf_map *map;
2494         u32 i;
2495
2496         for (i = 0; i < len; i++) {
2497                 map = used_maps[i];
2498                 if (map->ops->map_poke_untrack)
2499                         map->ops->map_poke_untrack(map, aux);
2500                 bpf_map_put(map);
2501         }
2502 }
2503
2504 static void bpf_free_used_maps(struct bpf_prog_aux *aux)
2505 {
2506         __bpf_free_used_maps(aux, aux->used_maps, aux->used_map_cnt);
2507         kfree(aux->used_maps);
2508 }
2509
2510 void __bpf_free_used_btfs(struct bpf_prog_aux *aux,
2511                           struct btf_mod_pair *used_btfs, u32 len)
2512 {
2513 #ifdef CONFIG_BPF_SYSCALL
2514         struct btf_mod_pair *btf_mod;
2515         u32 i;
2516
2517         for (i = 0; i < len; i++) {
2518                 btf_mod = &used_btfs[i];
2519                 if (btf_mod->module)
2520                         module_put(btf_mod->module);
2521                 btf_put(btf_mod->btf);
2522         }
2523 #endif
2524 }
2525
2526 static void bpf_free_used_btfs(struct bpf_prog_aux *aux)
2527 {
2528         __bpf_free_used_btfs(aux, aux->used_btfs, aux->used_btf_cnt);
2529         kfree(aux->used_btfs);
2530 }
2531
2532 static void bpf_prog_free_deferred(struct work_struct *work)
2533 {
2534         struct bpf_prog_aux *aux;
2535         int i;
2536
2537         aux = container_of(work, struct bpf_prog_aux, work);
2538 #ifdef CONFIG_BPF_SYSCALL
2539         bpf_free_kfunc_btf_tab(aux->kfunc_btf_tab);
2540 #endif
2541 #ifdef CONFIG_CGROUP_BPF
2542         if (aux->cgroup_atype != CGROUP_BPF_ATTACH_TYPE_INVALID)
2543                 bpf_cgroup_atype_put(aux->cgroup_atype);
2544 #endif
2545         bpf_free_used_maps(aux);
2546         bpf_free_used_btfs(aux);
2547         if (bpf_prog_is_dev_bound(aux))
2548                 bpf_prog_offload_destroy(aux->prog);
2549 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
2550         if (aux->prog->has_callchain_buf)
2551                 put_callchain_buffers();
2552 #endif
2553         if (aux->dst_trampoline)
2554                 bpf_trampoline_put(aux->dst_trampoline);
2555         for (i = 0; i < aux->func_cnt; i++) {
2556                 /* We can just unlink the subprog poke descriptor table as
2557                  * it was originally linked to the main program and is also
2558                  * released along with it.
2559                  */
2560                 aux->func[i]->aux->poke_tab = NULL;
2561                 bpf_jit_free(aux->func[i]);
2562         }
2563         if (aux->func_cnt) {
2564                 kfree(aux->func);
2565                 bpf_prog_unlock_free(aux->prog);
2566         } else {
2567                 bpf_jit_free(aux->prog);
2568         }
2569 }
2570
2571 void bpf_prog_free(struct bpf_prog *fp)
2572 {
2573         struct bpf_prog_aux *aux = fp->aux;
2574
2575         if (aux->dst_prog)
2576                 bpf_prog_put(aux->dst_prog);
2577         INIT_WORK(&aux->work, bpf_prog_free_deferred);
2578         schedule_work(&aux->work);
2579 }
2580 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_prog_free);
2581
2582 /* RNG for unpriviledged user space with separated state from prandom_u32(). */
2583 static DEFINE_PER_CPU(struct rnd_state, bpf_user_rnd_state);
2584
2585 void bpf_user_rnd_init_once(void)
2586 {
2587         prandom_init_once(&bpf_user_rnd_state);
2588 }
2589
2590 BPF_CALL_0(bpf_user_rnd_u32)
2591 {
2592         /* Should someone ever have the rather unwise idea to use some
2593          * of the registers passed into this function, then note that
2594          * this function is called from native eBPF and classic-to-eBPF
2595          * transformations. Register assignments from both sides are
2596          * different, f.e. classic always sets fn(ctx, A, X) here.
2597          */
2598         struct rnd_state *state;
2599         u32 res;
2600
2601         state = &get_cpu_var(bpf_user_rnd_state);
2602         res = prandom_u32_state(state);
2603         put_cpu_var(bpf_user_rnd_state);
2604
2605         return res;
2606 }
2607
2608 BPF_CALL_0(bpf_get_raw_cpu_id)
2609 {
2610         return raw_smp_processor_id();
2611 }
2612
2613 /* Weak definitions of helper functions in case we don't have bpf syscall. */
2614 const struct bpf_func_proto bpf_map_lookup_elem_proto __weak;
2615 const struct bpf_func_proto bpf_map_update_elem_proto __weak;
2616 const struct bpf_func_proto bpf_map_delete_elem_proto __weak;
2617 const struct bpf_func_proto bpf_map_push_elem_proto __weak;
2618 const struct bpf_func_proto bpf_map_pop_elem_proto __weak;
2619 const struct bpf_func_proto bpf_map_peek_elem_proto __weak;
2620 const struct bpf_func_proto bpf_map_lookup_percpu_elem_proto __weak;
2621 const struct bpf_func_proto bpf_spin_lock_proto __weak;
2622 const struct bpf_func_proto bpf_spin_unlock_proto __weak;
2623 const struct bpf_func_proto bpf_jiffies64_proto __weak;
2624
2625 const struct bpf_func_proto bpf_get_prandom_u32_proto __weak;
2626 const struct bpf_func_proto bpf_get_smp_processor_id_proto __weak;
2627 const struct bpf_func_proto bpf_get_numa_node_id_proto __weak;
2628 const struct bpf_func_proto bpf_ktime_get_ns_proto __weak;
2629 const struct bpf_func_proto bpf_ktime_get_boot_ns_proto __weak;
2630 const struct bpf_func_proto bpf_ktime_get_coarse_ns_proto __weak;
2631 const struct bpf_func_proto bpf_ktime_get_tai_ns_proto __weak;
2632
2633 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_pid_tgid_proto __weak;
2634 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_uid_gid_proto __weak;
2635 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_comm_proto __weak;
2636 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_cgroup_id_proto __weak;
2637 const struct bpf_func_proto bpf_get_current_ancestor_cgroup_id_proto __weak;
2638 const struct bpf_func_proto bpf_get_local_storage_proto __weak;
2639 const struct bpf_func_proto bpf_get_ns_current_pid_tgid_proto __weak;
2640 const struct bpf_func_proto bpf_snprintf_btf_proto __weak;
2641 const struct bpf_func_proto bpf_seq_printf_btf_proto __weak;
2642 const struct bpf_func_proto bpf_set_retval_proto __weak;
2643 const struct bpf_func_proto bpf_get_retval_proto __weak;
2644
2645 const struct bpf_func_proto * __weak bpf_get_trace_printk_proto(void)
2646 {
2647         return NULL;
2648 }
2649
2650 const struct bpf_func_proto * __weak bpf_get_trace_vprintk_proto(void)
2651 {
2652         return NULL;
2653 }
2654
2655 u64 __weak
2656 bpf_event_output(struct bpf_map *map, u64 flags, void *meta, u64 meta_size,
2657                  void *ctx, u64 ctx_size, bpf_ctx_copy_t ctx_copy)
2658 {
2659         return -ENOTSUPP;
2660 }
2661 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_event_output);
2662
2663 /* Always built-in helper functions. */
2664 const struct bpf_func_proto bpf_tail_call_proto = {
2665         .func           = NULL,
2666         .gpl_only       = false,
2667         .ret_type       = RET_VOID,
2668         .arg1_type      = ARG_PTR_TO_CTX,
2669         .arg2_type      = ARG_CONST_MAP_PTR,
2670         .arg3_type      = ARG_ANYTHING,
2671 };
2672
2673 /* Stub for JITs that only support cBPF. eBPF programs are interpreted.
2674  * It is encouraged to implement bpf_int_jit_compile() instead, so that
2675  * eBPF and implicitly also cBPF can get JITed!
2676  */
2677 struct bpf_prog * __weak bpf_int_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
2678 {
2679         return prog;
2680 }
2681
2682 /* Stub for JITs that support eBPF. All cBPF code gets transformed into
2683  * eBPF by the kernel and is later compiled by bpf_int_jit_compile().
2684  */
2685 void __weak bpf_jit_compile(struct bpf_prog *prog)
2686 {
2687 }
2688
2689 bool __weak bpf_helper_changes_pkt_data(void *func)
2690 {
2691         return false;
2692 }
2693
2694 /* Return TRUE if the JIT backend wants verifier to enable sub-register usage
2695  * analysis code and wants explicit zero extension inserted by verifier.
2696  * Otherwise, return FALSE.
2697  *
2698  * The verifier inserts an explicit zero extension after BPF_CMPXCHGs even if
2699  * you don't override this. JITs that don't want these extra insns can detect
2700  * them using insn_is_zext.
2701  */
2702 bool __weak bpf_jit_needs_zext(void)
2703 {
2704         return false;
2705 }
2706
2707 /* Return TRUE if the JIT backend supports mixing bpf2bpf and tailcalls. */
2708 bool __weak bpf_jit_supports_subprog_tailcalls(void)
2709 {
2710         return false;
2711 }
2712
2713 bool __weak bpf_jit_supports_kfunc_call(void)
2714 {
2715         return false;
2716 }
2717
2718 /* To execute LD_ABS/LD_IND instructions __bpf_prog_run() may call
2719  * skb_copy_bits(), so provide a weak definition of it for NET-less config.
2720  */
2721 int __weak skb_copy_bits(const struct sk_buff *skb, int offset, void *to,
2722                          int len)
2723 {
2724         return -EFAULT;
2725 }
2726
2727 int __weak bpf_arch_text_poke(void *ip, enum bpf_text_poke_type t,
2728                               void *addr1, void *addr2)
2729 {
2730         return -ENOTSUPP;
2731 }
2732
2733 void * __weak bpf_arch_text_copy(void *dst, void *src, size_t len)
2734 {
2735         return ERR_PTR(-ENOTSUPP);
2736 }
2737
2738 int __weak bpf_arch_text_invalidate(void *dst, size_t len)
2739 {
2740         return -ENOTSUPP;
2741 }
2742
2743 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(bpf_stats_enabled_key);
2744 EXPORT_SYMBOL(bpf_stats_enabled_key);
2745
2746 /* All definitions of tracepoints related to BPF. */
2747 #define CREATE_TRACE_POINTS
2748 #include <linux/bpf_trace.h>
2749
2750 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(xdp_exception);
2751 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(xdp_bulk_tx);