bpf: Don't promote bogus looking registers after null check.
[platform/kernel/linux-rpi.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/types.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/bpf.h>
11 #include <linux/btf.h>
12 #include <linux/bpf_verifier.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <net/netlink.h>
15 #include <linux/file.h>
16 #include <linux/vmalloc.h>
17 #include <linux/stringify.h>
18 #include <linux/bsearch.h>
19 #include <linux/sort.h>
20 #include <linux/perf_event.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/error-injection.h>
23 #include <linux/bpf_lsm.h>
24 #include <linux/btf_ids.h>
25
26 #include "disasm.h"
27
28 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
29 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
30         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
31 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
32 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
33 #include <linux/bpf_types.h>
34 #undef BPF_PROG_TYPE
35 #undef BPF_MAP_TYPE
36 #undef BPF_LINK_TYPE
37 };
38
39 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
40  * instruction by instruction and updates register/stack state.
41  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
42  *
43  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
44  * It rejects the following programs:
45  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
46  * - if loop is present (detected via back-edge)
47  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
48  * - out of bounds or malformed jumps
49  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
50  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
51  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
52  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
53  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
54  *
55  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
56  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
57  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
58  * copied to R1.
59  *
60  * All registers are 64-bit.
61  * R0 - return register
62  * R1-R5 argument passing registers
63  * R6-R9 callee saved registers
64  * R10 - frame pointer read-only
65  *
66  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
67  * and has type PTR_TO_CTX.
68  *
69  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
70  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
71  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
72  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
73  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
74  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
75  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
76  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
77  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
78  *
79  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
80  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
81  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
82  *
83  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
84  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
85  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
86  *
87  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
88  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
89  *
90  * registers used to pass values to function calls are checked against
91  * function argument constraints.
92  *
93  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
94  * It means that the register type passed to this function must be
95  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
96  * 'pointer to map element key'
97  *
98  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
99  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
100  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
101  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
102  *
103  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
104  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
105  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
106  * the helper function as a pointer to map element key.
107  *
108  * On the kernel side the helper function looks like:
109  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
110  * {
111  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
112  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
113  *    void *value;
114  *
115  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
116  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
117  *    the stack of eBPF program.
118  * }
119  *
120  * Corresponding eBPF program may look like:
121  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
122  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
123  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
124  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
125  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
126  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
127  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
128  *
129  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
130  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
131  * and were initialized prior to this call.
132  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
133  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
134  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
135  * returns ether pointer to map value or NULL.
136  *
137  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
138  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
139  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
140  * branch. See check_cond_jmp_op().
141  *
142  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
143  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
144  *
145  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
146  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
147  * the BPF program:
148  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
149  *
150  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
151  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
152  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
153  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
154  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
155  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
156  *
157  * For each helper function that allocates a reference, such as
158  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
159  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
160  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
161  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
162  */
163
164 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
165 struct bpf_verifier_stack_elem {
166         /* verifer state is 'st'
167          * before processing instruction 'insn_idx'
168          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
169          */
170         struct bpf_verifier_state st;
171         int insn_idx;
172         int prev_insn_idx;
173         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
174         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
175         u32 log_pos;
176 };
177
178 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
179 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
180
181 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
182 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
183
184 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
185 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
186                                           POISON_POINTER_DELTA))
187 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
188
189 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
190 {
191         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
192 }
193
194 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
197 }
198
199 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
200                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
201 {
202         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
203         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
204         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
205                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
206 }
207
208 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
209 {
210         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
216 }
217
218 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
221 }
222
223 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
224 {
225         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
226
227         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
228                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
229 }
230
231 struct bpf_call_arg_meta {
232         struct bpf_map *map_ptr;
233         bool raw_mode;
234         bool pkt_access;
235         int regno;
236         int access_size;
237         int mem_size;
238         u64 msize_max_value;
239         int ref_obj_id;
240         int func_id;
241         u32 btf_id;
242         u32 ret_btf_id;
243 };
244
245 struct btf *btf_vmlinux;
246
247 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
248
249 static const struct bpf_line_info *
250 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
251 {
252         const struct bpf_line_info *linfo;
253         const struct bpf_prog *prog;
254         u32 i, nr_linfo;
255
256         prog = env->prog;
257         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
258
259         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
260                 return NULL;
261
262         linfo = prog->aux->linfo;
263         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
264                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
265                         break;
266
267         return &linfo[i - 1];
268 }
269
270 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
271                        va_list args)
272 {
273         unsigned int n;
274
275         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
276
277         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
278                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
279
280         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
281         log->kbuf[n] = '\0';
282
283         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
284                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
285                 return;
286         }
287         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
288                 log->len_used += n;
289         else
290                 log->ubuf = NULL;
291 }
292
293 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
294 {
295         char zero = 0;
296
297         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
298                 return;
299
300         log->len_used = new_pos;
301         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
302                 log->ubuf = NULL;
303 }
304
305 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
306  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
307  * so the user can figure out what's wrong with the program
308  */
309 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
310                                            const char *fmt, ...)
311 {
312         va_list args;
313
314         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
315                 return;
316
317         va_start(args, fmt);
318         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
319         va_end(args);
320 }
321 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
322
323 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
324 {
325         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
326         va_list args;
327
328         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
329                 return;
330
331         va_start(args, fmt);
332         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
333         va_end(args);
334 }
335
336 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
337                             const char *fmt, ...)
338 {
339         va_list args;
340
341         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
342                 return;
343
344         va_start(args, fmt);
345         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
346         va_end(args);
347 }
348
349 static const char *ltrim(const char *s)
350 {
351         while (isspace(*s))
352                 s++;
353
354         return s;
355 }
356
357 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
358                                          u32 insn_off,
359                                          const char *prefix_fmt, ...)
360 {
361         const struct bpf_line_info *linfo;
362
363         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
364                 return;
365
366         linfo = find_linfo(env, insn_off);
367         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
368                 return;
369
370         if (prefix_fmt) {
371                 va_list args;
372
373                 va_start(args, prefix_fmt);
374                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
375                 va_end(args);
376         }
377
378         verbose(env, "%s\n",
379                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
380                                          linfo->line_off)));
381
382         env->prev_linfo = linfo;
383 }
384
385 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
386 {
387         return type == PTR_TO_PACKET ||
388                type == PTR_TO_PACKET_META;
389 }
390
391 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
392 {
393         return type == PTR_TO_SOCKET ||
394                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
395                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
396                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
397 }
398
399 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
400 {
401         return type == PTR_TO_SOCKET ||
402                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
403                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
404                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
405 }
406
407 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
408 {
409         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
410                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
411                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
412                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
413                type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
414                type == PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
415                type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL ||
416                type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL;
417 }
418
419 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
420 {
421         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
422                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
423 }
424
425 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
426 {
427         return type == PTR_TO_SOCKET ||
428                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
429                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
430                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
431                 type == PTR_TO_MEM ||
432                 type == PTR_TO_MEM_OR_NULL;
433 }
434
435 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
436 {
437         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
438 }
439
440 static bool arg_type_may_be_null(enum bpf_arg_type type)
441 {
442         return type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
443                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
444                type == ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL ||
445                type == ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
446                type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL;
447 }
448
449 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
450  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
451  * released by release_reference().
452  */
453 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
454 {
455         return func_id == BPF_FUNC_sk_release ||
456                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_submit ||
457                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_discard;
458 }
459
460 static bool may_be_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
461 {
462         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
463                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
464                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
465                 func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
466                 func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve;
467 }
468
469 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
470                                 const struct bpf_map *map)
471 {
472         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
473
474         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
475             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
476             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
477             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve)
478                 return true;
479
480         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
481             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
482              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
483                 return true;
484
485         return false;
486 }
487
488 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
489 {
490         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
491                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
492                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
493                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
494                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
495                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
496                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
497 }
498
499 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
500 static const char * const reg_type_str[] = {
501         [NOT_INIT]              = "?",
502         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
503         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
504         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
505         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
506         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
507         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
508         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
509         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
510         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
511         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
512         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
513         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
514         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
515         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
516         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
517         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
518         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
519         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
520         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
521         [PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL] = "ptr_or_null_",
522         [PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]  = "percpu_ptr_",
523         [PTR_TO_MEM]            = "mem",
524         [PTR_TO_MEM_OR_NULL]    = "mem_or_null",
525         [PTR_TO_RDONLY_BUF]     = "rdonly_buf",
526         [PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL] = "rdonly_buf_or_null",
527         [PTR_TO_RDWR_BUF]       = "rdwr_buf",
528         [PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL] = "rdwr_buf_or_null",
529 };
530
531 static char slot_type_char[] = {
532         [STACK_INVALID] = '?',
533         [STACK_SPILL]   = 'r',
534         [STACK_MISC]    = 'm',
535         [STACK_ZERO]    = '0',
536 };
537
538 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
539                            enum bpf_reg_liveness live)
540 {
541         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
542             verbose(env, "_");
543         if (live & REG_LIVE_READ)
544                 verbose(env, "r");
545         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
546                 verbose(env, "w");
547         if (live & REG_LIVE_DONE)
548                 verbose(env, "D");
549 }
550
551 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
552                                    const struct bpf_reg_state *reg)
553 {
554         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
555
556         return cur->frame[reg->frameno];
557 }
558
559 const char *kernel_type_name(u32 id)
560 {
561         return btf_name_by_offset(btf_vmlinux,
562                                   btf_type_by_id(btf_vmlinux, id)->name_off);
563 }
564
565 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
566                                  const struct bpf_func_state *state)
567 {
568         const struct bpf_reg_state *reg;
569         enum bpf_reg_type t;
570         int i;
571
572         if (state->frameno)
573                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
574         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
575                 reg = &state->regs[i];
576                 t = reg->type;
577                 if (t == NOT_INIT)
578                         continue;
579                 verbose(env, " R%d", i);
580                 print_liveness(env, reg->live);
581                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
582                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
583                         verbose(env, "P");
584                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
585                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
586                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
587                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
588                 } else {
589                         if (t == PTR_TO_BTF_ID ||
590                             t == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
591                             t == PTR_TO_PERCPU_BTF_ID)
592                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf_id));
593                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
594                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
595                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
596                         if (t != SCALAR_VALUE)
597                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
598                         if (type_is_pkt_pointer(t))
599                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
600                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
601                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
602                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
603                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
604                                         reg->map_ptr->key_size,
605                                         reg->map_ptr->value_size);
606                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
607                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
608                                  * could be a pointer whose offset is too big
609                                  * for reg->off
610                                  */
611                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
612                         } else {
613                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
614                                     reg->smin_value != S64_MIN)
615                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
616                                                 (long long)reg->smin_value);
617                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
618                                     reg->smax_value != S64_MAX)
619                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
620                                                 (long long)reg->smax_value);
621                                 if (reg->umin_value != 0)
622                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
623                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
624                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
625                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
626                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
627                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
628                                         char tn_buf[48];
629
630                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
631                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
632                                 }
633                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
634                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
635                                         verbose(env, ",s32_min_value=%d",
636                                                 (int)(reg->s32_min_value));
637                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
638                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
639                                         verbose(env, ",s32_max_value=%d",
640                                                 (int)(reg->s32_max_value));
641                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
642                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
643                                         verbose(env, ",u32_min_value=%d",
644                                                 (int)(reg->u32_min_value));
645                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
646                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
647                                         verbose(env, ",u32_max_value=%d",
648                                                 (int)(reg->u32_max_value));
649                         }
650                         verbose(env, ")");
651                 }
652         }
653         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
654                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
655                 bool valid = false;
656                 int j;
657
658                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
659                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
660                                 valid = true;
661                         types_buf[j] = slot_type_char[
662                                         state->stack[i].slot_type[j]];
663                 }
664                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
665                 if (!valid)
666                         continue;
667                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
668                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
669                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
670                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
671                         t = reg->type;
672                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
673                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
674                                 verbose(env, "P");
675                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
676                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
677                 } else {
678                         verbose(env, "=%s", types_buf);
679                 }
680         }
681         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
682                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
683                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
684                         if (state->refs[i].id)
685                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
686         }
687         verbose(env, "\n");
688 }
689
690 #define COPY_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                         \
691 static int copy_##NAME##_state(struct bpf_func_state *dst,              \
692                                const struct bpf_func_state *src)        \
693 {                                                                       \
694         if (!src->FIELD)                                                \
695                 return 0;                                               \
696         if (WARN_ON_ONCE(dst->COUNT < src->COUNT)) {                    \
697                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */ \
698                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));                           \
699                 return -EFAULT;                                         \
700         }                                                               \
701         memcpy(dst->FIELD, src->FIELD,                                  \
702                sizeof(*src->FIELD) * (src->COUNT / SIZE));              \
703         return 0;                                                       \
704 }
705 /* copy_reference_state() */
706 COPY_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
707 /* copy_stack_state() */
708 COPY_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
709 #undef COPY_STATE_FN
710
711 #define REALLOC_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                      \
712 static int realloc_##NAME##_state(struct bpf_func_state *state, int size, \
713                                   bool copy_old)                        \
714 {                                                                       \
715         u32 old_size = state->COUNT;                                    \
716         struct bpf_##NAME##_state *new_##FIELD;                         \
717         int slot = size / SIZE;                                         \
718                                                                         \
719         if (size <= old_size || !size) {                                \
720                 if (copy_old)                                           \
721                         return 0;                                       \
722                 state->COUNT = slot * SIZE;                             \
723                 if (!size && old_size) {                                \
724                         kfree(state->FIELD);                            \
725                         state->FIELD = NULL;                            \
726                 }                                                       \
727                 return 0;                                               \
728         }                                                               \
729         new_##FIELD = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_##NAME##_state), \
730                                     GFP_KERNEL);                        \
731         if (!new_##FIELD)                                               \
732                 return -ENOMEM;                                         \
733         if (copy_old) {                                                 \
734                 if (state->FIELD)                                       \
735                         memcpy(new_##FIELD, state->FIELD,               \
736                                sizeof(*new_##FIELD) * (old_size / SIZE)); \
737                 memset(new_##FIELD + old_size / SIZE, 0,                \
738                        sizeof(*new_##FIELD) * (size - old_size) / SIZE); \
739         }                                                               \
740         state->COUNT = slot * SIZE;                                     \
741         kfree(state->FIELD);                                            \
742         state->FIELD = new_##FIELD;                                     \
743         return 0;                                                       \
744 }
745 /* realloc_reference_state() */
746 REALLOC_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
747 /* realloc_stack_state() */
748 REALLOC_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
749 #undef REALLOC_STATE_FN
750
751 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
752  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
753  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
754  * Note there is a non-zero 'parent' pointer inside bpf_verifier_state
755  * which realloc_stack_state() copies over. It points to previous
756  * bpf_verifier_state which is never reallocated.
757  */
758 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int stack_size,
759                               int refs_size, bool copy_old)
760 {
761         int err = realloc_reference_state(state, refs_size, copy_old);
762         if (err)
763                 return err;
764         return realloc_stack_state(state, stack_size, copy_old);
765 }
766
767 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
768  * this new pointer reference.
769  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
770  * On failure, returns a negative errno.
771  */
772 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
773 {
774         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
775         int new_ofs = state->acquired_refs;
776         int id, err;
777
778         err = realloc_reference_state(state, state->acquired_refs + 1, true);
779         if (err)
780                 return err;
781         id = ++env->id_gen;
782         state->refs[new_ofs].id = id;
783         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
784
785         return id;
786 }
787
788 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
789 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
790 {
791         int i, last_idx;
792
793         last_idx = state->acquired_refs - 1;
794         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
795                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
796                         if (last_idx && i != last_idx)
797                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
798                                        sizeof(*state->refs));
799                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
800                         state->acquired_refs--;
801                         return 0;
802                 }
803         }
804         return -EINVAL;
805 }
806
807 static int transfer_reference_state(struct bpf_func_state *dst,
808                                     struct bpf_func_state *src)
809 {
810         int err = realloc_reference_state(dst, src->acquired_refs, false);
811         if (err)
812                 return err;
813         err = copy_reference_state(dst, src);
814         if (err)
815                 return err;
816         return 0;
817 }
818
819 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
820 {
821         if (!state)
822                 return;
823         kfree(state->refs);
824         kfree(state->stack);
825         kfree(state);
826 }
827
828 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
829 {
830         kfree(state->jmp_history);
831         state->jmp_history = NULL;
832         state->jmp_history_cnt = 0;
833 }
834
835 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
836                                 bool free_self)
837 {
838         int i;
839
840         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
841                 free_func_state(state->frame[i]);
842                 state->frame[i] = NULL;
843         }
844         clear_jmp_history(state);
845         if (free_self)
846                 kfree(state);
847 }
848
849 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
850  * when necessary to accommodate larger src stack
851  */
852 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
853                            const struct bpf_func_state *src)
854 {
855         int err;
856
857         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, src->acquired_refs,
858                                  false);
859         if (err)
860                 return err;
861         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
862         err = copy_reference_state(dst, src);
863         if (err)
864                 return err;
865         return copy_stack_state(dst, src);
866 }
867
868 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
869                                const struct bpf_verifier_state *src)
870 {
871         struct bpf_func_state *dst;
872         u32 jmp_sz = sizeof(struct bpf_idx_pair) * src->jmp_history_cnt;
873         int i, err;
874
875         if (dst_state->jmp_history_cnt < src->jmp_history_cnt) {
876                 kfree(dst_state->jmp_history);
877                 dst_state->jmp_history = kmalloc(jmp_sz, GFP_USER);
878                 if (!dst_state->jmp_history)
879                         return -ENOMEM;
880         }
881         memcpy(dst_state->jmp_history, src->jmp_history, jmp_sz);
882         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
883
884         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
885         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
886                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
887                 dst_state->frame[i] = NULL;
888         }
889         dst_state->speculative = src->speculative;
890         dst_state->curframe = src->curframe;
891         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
892         dst_state->branches = src->branches;
893         dst_state->parent = src->parent;
894         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
895         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
896         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
897                 dst = dst_state->frame[i];
898                 if (!dst) {
899                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
900                         if (!dst)
901                                 return -ENOMEM;
902                         dst_state->frame[i] = dst;
903                 }
904                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
905                 if (err)
906                         return err;
907         }
908         return 0;
909 }
910
911 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
912 {
913         while (st) {
914                 u32 br = --st->branches;
915
916                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
917                  * but see comment in push_stack(), hence:
918                  */
919                 WARN_ONCE((int)br < 0,
920                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
921                           br);
922                 if (br)
923                         break;
924                 st = st->parent;
925         }
926 }
927
928 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
929                      int *insn_idx, bool pop_log)
930 {
931         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
932         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
933         int err;
934
935         if (env->head == NULL)
936                 return -ENOENT;
937
938         if (cur) {
939                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
940                 if (err)
941                         return err;
942         }
943         if (pop_log)
944                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
945         if (insn_idx)
946                 *insn_idx = head->insn_idx;
947         if (prev_insn_idx)
948                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
949         elem = head->next;
950         free_verifier_state(&head->st, false);
951         kfree(head);
952         env->head = elem;
953         env->stack_size--;
954         return 0;
955 }
956
957 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
958                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
959                                              bool speculative)
960 {
961         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
962         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
963         int err;
964
965         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
966         if (!elem)
967                 goto err;
968
969         elem->insn_idx = insn_idx;
970         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
971         elem->next = env->head;
972         elem->log_pos = env->log.len_used;
973         env->head = elem;
974         env->stack_size++;
975         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
976         if (err)
977                 goto err;
978         elem->st.speculative |= speculative;
979         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
980                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
981                         env->stack_size);
982                 goto err;
983         }
984         if (elem->st.parent) {
985                 ++elem->st.parent->branches;
986                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
987                  * but
988                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
989                  * instructions
990                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
991                  * a new state for a sequence of branches and all such current
992                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
993                  * which might have large 'branches' count.
994                  */
995         }
996         return &elem->st;
997 err:
998         free_verifier_state(env->cur_state, true);
999         env->cur_state = NULL;
1000         /* pop all elements and return */
1001         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1002         return NULL;
1003 }
1004
1005 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1006 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1007         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1008 };
1009
1010 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1011                                 struct bpf_reg_state *reg);
1012
1013 /* This helper doesn't clear reg->id */
1014 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1015 {
1016         reg->var_off = tnum_const(imm);
1017         reg->smin_value = (s64)imm;
1018         reg->smax_value = (s64)imm;
1019         reg->umin_value = imm;
1020         reg->umax_value = imm;
1021
1022         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1023         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1024         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1025         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1026 }
1027
1028 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1029  * known to have the value @imm.
1030  */
1031 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1032 {
1033         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1034         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1035                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1036         ___mark_reg_known(reg, imm);
1037 }
1038
1039 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1040 {
1041         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1042         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1043         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1044         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1045         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1046 }
1047
1048 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1049  * used only on registers holding a pointer type.
1050  */
1051 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1052 {
1053         __mark_reg_known(reg, 0);
1054 }
1055
1056 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1057 {
1058         __mark_reg_known(reg, 0);
1059         reg->type = SCALAR_VALUE;
1060 }
1061
1062 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1063                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1064 {
1065         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1066                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1067                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1068                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1069                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1070                 return;
1071         }
1072         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1073 }
1074
1075 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1076 {
1077         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1078 }
1079
1080 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1081 {
1082         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1083                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1084 }
1085
1086 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1087 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1088                                     enum bpf_reg_type which)
1089 {
1090         /* The register can already have a range from prior markings.
1091          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1092          * origin.
1093          */
1094         return reg->type == which &&
1095                reg->id == 0 &&
1096                reg->off == 0 &&
1097                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1098 }
1099
1100 /* Reset the min/max bounds of a register */
1101 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1102 {
1103         reg->smin_value = S64_MIN;
1104         reg->smax_value = S64_MAX;
1105         reg->umin_value = 0;
1106         reg->umax_value = U64_MAX;
1107
1108         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1109         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1110         reg->u32_min_value = 0;
1111         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1112 }
1113
1114 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1115 {
1116         reg->smin_value = S64_MIN;
1117         reg->smax_value = S64_MAX;
1118         reg->umin_value = 0;
1119         reg->umax_value = U64_MAX;
1120 }
1121
1122 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1123 {
1124         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1125         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1126         reg->u32_min_value = 0;
1127         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1128 }
1129
1130 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1131 {
1132         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1133
1134         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1135         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1136                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1137         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1138         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1139                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1140         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1141         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1142                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1143 }
1144
1145 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1146 {
1147         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1148         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1149                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1150         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1151         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1152                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1153         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1154         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1155                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1156 }
1157
1158 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1159 {
1160         __update_reg32_bounds(reg);
1161         __update_reg64_bounds(reg);
1162 }
1163
1164 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1165 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1166 {
1167         /* Learn sign from signed bounds.
1168          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1169          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1170          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1171          */
1172         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1173                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1174                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1175                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1176                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1177                 return;
1178         }
1179         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1180          * boundary, so we must be careful.
1181          */
1182         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1183                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1184                  * is positive, hence safe.
1185                  */
1186                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1187                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1188                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1189         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1190                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1191                  * is negative, hence safe.
1192                  */
1193                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1194                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1195                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1196         }
1197 }
1198
1199 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1200 {
1201         /* Learn sign from signed bounds.
1202          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1203          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1204          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1205          */
1206         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1207                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1208                                                           reg->umin_value);
1209                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1210                                                           reg->umax_value);
1211                 return;
1212         }
1213         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1214          * boundary, so we must be careful.
1215          */
1216         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1217                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1218                  * is positive, hence safe.
1219                  */
1220                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1221                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1222                                                           reg->umax_value);
1223         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1224                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1225                  * is negative, hence safe.
1226                  */
1227                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1228                                                           reg->umin_value);
1229                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1230         }
1231 }
1232
1233 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1234 {
1235         __reg32_deduce_bounds(reg);
1236         __reg64_deduce_bounds(reg);
1237 }
1238
1239 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1240 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1241 {
1242         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1243                                                tnum_range(reg->umin_value,
1244                                                           reg->umax_value));
1245         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1246                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1247                                                            reg->u32_max_value));
1248
1249         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1250 }
1251
1252 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
1253 {
1254         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
1255 }
1256
1257 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1258 {
1259         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1260         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1261
1262         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
1263          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
1264          * from tnum.
1265          */
1266         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
1267             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
1268                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1269                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1270         } else {
1271                 reg->smin_value = 0;
1272                 reg->smax_value = U32_MAX;
1273         }
1274 }
1275
1276 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1277 {
1278         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1279          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1280          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1281          */
1282         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1283                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1284         } else {
1285                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1286                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1287                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1288                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1289                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1290                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1291                  */
1292                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1293                 __update_reg_bounds(reg);
1294         }
1295
1296         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1297          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1298          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1299          */
1300         __reg_deduce_bounds(reg);
1301         __reg_bound_offset(reg);
1302         __update_reg_bounds(reg);
1303 }
1304
1305 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1306 {
1307         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
1308 }
1309
1310 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1311 {
1312         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
1313 }
1314
1315 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1316 {
1317         __mark_reg32_unbounded(reg);
1318
1319         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1320                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1321                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1322         }
1323         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
1324                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1325                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1326         }
1327
1328         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1329          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1330          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1331          */
1332         __reg_deduce_bounds(reg);
1333         __reg_bound_offset(reg);
1334         __update_reg_bounds(reg);
1335 }
1336
1337 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1338 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1339                                struct bpf_reg_state *reg)
1340 {
1341         /*
1342          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1343          * padding between 'type' and union
1344          */
1345         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1346         reg->type = SCALAR_VALUE;
1347         reg->var_off = tnum_unknown;
1348         reg->frameno = 0;
1349         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1350         __mark_reg_unbounded(reg);
1351 }
1352
1353 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1354                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1355 {
1356         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1357                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1358                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1359                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1360                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1361                 return;
1362         }
1363         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1364 }
1365
1366 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1367                                 struct bpf_reg_state *reg)
1368 {
1369         __mark_reg_unknown(env, reg);
1370         reg->type = NOT_INIT;
1371 }
1372
1373 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1374                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1375 {
1376         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1377                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1378                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1379                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1380                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1381                 return;
1382         }
1383         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1384 }
1385
1386 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1387                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1388                             enum bpf_reg_type reg_type, u32 btf_id)
1389 {
1390         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1391                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1392                 return;
1393         }
1394         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1395         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
1396         regs[regno].btf_id = btf_id;
1397 }
1398
1399 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1400 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1401                            struct bpf_func_state *state)
1402 {
1403         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1404         int i;
1405
1406         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1407                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1408                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1409                 regs[i].parent = NULL;
1410                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1411         }
1412
1413         /* frame pointer */
1414         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1415         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1416         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1417 }
1418
1419 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1420 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1421                             struct bpf_func_state *state,
1422                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1423 {
1424         state->callsite = callsite;
1425         state->frameno = frameno;
1426         state->subprogno = subprogno;
1427         init_reg_state(env, state);
1428 }
1429
1430 enum reg_arg_type {
1431         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1432         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1433         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1434 };
1435
1436 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1437 {
1438         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1439                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1440 }
1441
1442 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1443 {
1444         struct bpf_subprog_info *p;
1445
1446         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1447                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1448         if (!p)
1449                 return -ENOENT;
1450         return p - env->subprog_info;
1451
1452 }
1453
1454 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1455 {
1456         int insn_cnt = env->prog->len;
1457         int ret;
1458
1459         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1460                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1461                 return -EINVAL;
1462         }
1463         ret = find_subprog(env, off);
1464         if (ret >= 0)
1465                 return 0;
1466         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1467                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1468                 return -E2BIG;
1469         }
1470         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1471         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1472              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1473         return 0;
1474 }
1475
1476 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1477 {
1478         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1479         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1480         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1481         int insn_cnt = env->prog->len;
1482
1483         /* Add entry function. */
1484         ret = add_subprog(env, 0);
1485         if (ret < 0)
1486                 return ret;
1487
1488         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1489         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1490                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
1491                         continue;
1492                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1493                         continue;
1494                 if (!env->bpf_capable) {
1495                         verbose(env,
1496                                 "function calls to other bpf functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
1497                         return -EPERM;
1498                 }
1499                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
1500                 if (ret < 0)
1501                         return ret;
1502         }
1503
1504         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1505          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1506          */
1507         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1508
1509         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1510                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1511                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1512
1513         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1514         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1515         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1516         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1517                 u8 code = insn[i].code;
1518
1519                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
1520                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
1521                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1522                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
1523                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
1524                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
1525                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
1526                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1527                         goto next;
1528                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1529                         goto next;
1530                 off = i + insn[i].off + 1;
1531                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1532                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1533                         return -EINVAL;
1534                 }
1535 next:
1536                 if (i == subprog_end - 1) {
1537                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1538                          * the last insn of the subprog should be either exit
1539                          * or unconditional jump back
1540                          */
1541                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1542                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1543                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1544                                 return -EINVAL;
1545                         }
1546                         subprog_start = subprog_end;
1547                         cur_subprog++;
1548                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1549                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1550                 }
1551         }
1552         return 0;
1553 }
1554
1555 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1556  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1557  */
1558 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1559                          const struct bpf_reg_state *state,
1560                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1561 {
1562         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1563         int cnt = 0;
1564
1565         while (parent) {
1566                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1567                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1568                         break;
1569                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1570                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1571                                 reg_type_str[parent->type],
1572                                 parent->var_off.value, parent->off);
1573                         return -EFAULT;
1574                 }
1575                 /* The first condition is more likely to be true than the
1576                  * second, checked it first.
1577                  */
1578                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1579                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1580                         /* The parentage chain never changes and
1581                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1582                          * There is no need to keep walking the chain again and
1583                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1584                          * This case happens when the same register is read
1585                          * multiple times without writes into it in-between.
1586                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1587                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1588                          */
1589                         break;
1590                 /* ... then we depend on parent's value */
1591                 parent->live |= flag;
1592                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1593                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1594                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1595                 state = parent;
1596                 parent = state->parent;
1597                 writes = true;
1598                 cnt++;
1599         }
1600
1601         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1602                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1603         return 0;
1604 }
1605
1606 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1607  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1608  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1609  */
1610 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1611                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1612 {
1613         u8 code, class, op;
1614
1615         code = insn->code;
1616         class = BPF_CLASS(code);
1617         op = BPF_OP(code);
1618         if (class == BPF_JMP) {
1619                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1620                  * conservatively.
1621                  */
1622                 if (op == BPF_EXIT)
1623                         return true;
1624                 if (op == BPF_CALL) {
1625                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1626                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1627                          * don't care the register def because they are anyway
1628                          * marked as NOT_INIT already.
1629                          */
1630                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1631                                 return false;
1632                         /* Helper call will reach here because of arg type
1633                          * check, conservatively return TRUE.
1634                          */
1635                         if (t == SRC_OP)
1636                                 return true;
1637
1638                         return false;
1639                 }
1640         }
1641
1642         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1643             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1644             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1645                 return true;
1646
1647         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1648                 return false;
1649
1650         if (class == BPF_LDX) {
1651                 if (t != SRC_OP)
1652                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1653                 /* LDX source must be ptr. */
1654                 return true;
1655         }
1656
1657         if (class == BPF_STX) {
1658                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1659                         return true;
1660                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1661         }
1662
1663         if (class == BPF_LD) {
1664                 u8 mode = BPF_MODE(code);
1665
1666                 /* LD_IMM64 */
1667                 if (mode == BPF_IMM)
1668                         return true;
1669
1670                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
1671                 if (t != SRC_OP)
1672                         return  false;
1673
1674                 /* Implicit ctx ptr. */
1675                 if (regno == BPF_REG_6)
1676                         return true;
1677
1678                 /* Explicit source could be any width. */
1679                 return true;
1680         }
1681
1682         if (class == BPF_ST)
1683                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
1684                 return true;
1685
1686         /* Conservatively return true at default. */
1687         return true;
1688 }
1689
1690 /* Return TRUE if INSN doesn't have explicit value define. */
1691 static bool insn_no_def(struct bpf_insn *insn)
1692 {
1693         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1694
1695         return (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32 ||
1696                 class == BPF_STX || class == BPF_ST);
1697 }
1698
1699 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
1700 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1701 {
1702         if (insn_no_def(insn))
1703                 return false;
1704
1705         return !is_reg64(env, insn, insn->dst_reg, NULL, DST_OP);
1706 }
1707
1708 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
1709                            struct bpf_reg_state *reg)
1710 {
1711         s32 def_idx = reg->subreg_def;
1712
1713         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
1714                 return;
1715
1716         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
1717         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
1718         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1719 }
1720
1721 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1722                          enum reg_arg_type t)
1723 {
1724         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1725         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1726         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
1727         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
1728         bool rw64;
1729
1730         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
1731                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
1732                 return -EINVAL;
1733         }
1734
1735         reg = &regs[regno];
1736         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
1737         if (t == SRC_OP) {
1738                 /* check whether register used as source operand can be read */
1739                 if (reg->type == NOT_INIT) {
1740                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
1741                         return -EACCES;
1742                 }
1743                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
1744                 if (regno == BPF_REG_FP)
1745                         return 0;
1746
1747                 if (rw64)
1748                         mark_insn_zext(env, reg);
1749
1750                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
1751                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
1752         } else {
1753                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
1754                 if (regno == BPF_REG_FP) {
1755                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
1756                         return -EACCES;
1757                 }
1758                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1759                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
1760                 if (t == DST_OP)
1761                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1762         }
1763         return 0;
1764 }
1765
1766 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
1767 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
1768                             struct bpf_verifier_state *cur)
1769 {
1770         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
1771         struct bpf_idx_pair *p;
1772
1773         cnt++;
1774         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
1775         if (!p)
1776                 return -ENOMEM;
1777         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
1778         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
1779         cur->jmp_history = p;
1780         cur->jmp_history_cnt = cnt;
1781         return 0;
1782 }
1783
1784 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
1785  * history then previous instruction came from straight line execution.
1786  */
1787 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
1788                              u32 *history)
1789 {
1790         u32 cnt = *history;
1791
1792         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
1793                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
1794                 (*history)--;
1795         } else {
1796                 i--;
1797         }
1798         return i;
1799 }
1800
1801 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
1802  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
1803  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
1804  */
1805 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
1806                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
1807 {
1808         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
1809                 .cb_print       = verbose,
1810                 .private_data   = env,
1811         };
1812         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
1813         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1814         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1815         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
1816         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
1817         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
1818         u32 spi;
1819
1820         if (insn->code == 0)
1821                 return 0;
1822         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1823                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
1824                 verbose(env, "%d: ", idx);
1825                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
1826         }
1827
1828         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
1829                 if (!(*reg_mask & dreg))
1830                         return 0;
1831                 if (opcode == BPF_MOV) {
1832                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1833                                 /* dreg = sreg
1834                                  * dreg needs precision after this insn
1835                                  * sreg needs precision before this insn
1836                                  */
1837                                 *reg_mask &= ~dreg;
1838                                 *reg_mask |= sreg;
1839                         } else {
1840                                 /* dreg = K
1841                                  * dreg needs precision after this insn.
1842                                  * Corresponding register is already marked
1843                                  * as precise=true in this verifier state.
1844                                  * No further markings in parent are necessary
1845                                  */
1846                                 *reg_mask &= ~dreg;
1847                         }
1848                 } else {
1849                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1850                                 /* dreg += sreg
1851                                  * both dreg and sreg need precision
1852                                  * before this insn
1853                                  */
1854                                 *reg_mask |= sreg;
1855                         } /* else dreg += K
1856                            * dreg still needs precision before this insn
1857                            */
1858                 }
1859         } else if (class == BPF_LDX) {
1860                 if (!(*reg_mask & dreg))
1861                         return 0;
1862                 *reg_mask &= ~dreg;
1863
1864                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
1865                  * Load from any other memory can be zero extended.
1866                  * The desire to keep that precision is already indicated
1867                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
1868                  * No further tracking necessary.
1869                  */
1870                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
1871                         return 0;
1872                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1873                         return 0;
1874
1875                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
1876                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
1877                  * tracked with precision
1878                  */
1879                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1880                 if (spi >= 64) {
1881                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1882                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1883                         return -EFAULT;
1884                 }
1885                 *stack_mask |= 1ull << spi;
1886         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
1887                 if (*reg_mask & dreg)
1888                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
1889                          * to access memory. It means backtracking
1890                          * encountered a case of pointer subtraction.
1891                          */
1892                         return -ENOTSUPP;
1893                 /* scalars can only be spilled into stack */
1894                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
1895                         return 0;
1896                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1897                         return 0;
1898                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1899                 if (spi >= 64) {
1900                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1901                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1902                         return -EFAULT;
1903                 }
1904                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
1905                         return 0;
1906                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
1907                 if (class == BPF_STX)
1908                         *reg_mask |= sreg;
1909         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
1910                 if (opcode == BPF_CALL) {
1911                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1912                                 return -ENOTSUPP;
1913                         /* regular helper call sets R0 */
1914                         *reg_mask &= ~1;
1915                         if (*reg_mask & 0x3f) {
1916                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
1917                                  * they should have been found already.
1918                                  */
1919                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
1920                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1921                                 return -EFAULT;
1922                         }
1923                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
1924                         return -ENOTSUPP;
1925                 }
1926         } else if (class == BPF_LD) {
1927                 if (!(*reg_mask & dreg))
1928                         return 0;
1929                 *reg_mask &= ~dreg;
1930                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
1931                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
1932                  * into parent is necessary
1933                  */
1934                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
1935                         /* to be analyzed */
1936                         return -ENOTSUPP;
1937         }
1938         return 0;
1939 }
1940
1941 /* the scalar precision tracking algorithm:
1942  * . at the start all registers have precise=false.
1943  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
1944  * . once precise value of the scalar register is used in:
1945  *   .  ptr + scalar alu
1946  *   . if (scalar cond K|scalar)
1947  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
1948  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
1949  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
1950  *   should be precise.
1951  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
1952  *   are equivalent if both are not precise.
1953  *
1954  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
1955  * since many different registers and stack slots could have been
1956  * used to compute single precise scalar.
1957  *
1958  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
1959  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
1960  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
1961  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
1962  *
1963  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
1964  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
1965  * All other branches will be explored for needing precision later.
1966  *
1967  * The backtracking needs to deal with cases like:
1968  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
1969  * r9 -= r8
1970  * r5 = r9
1971  * if r5 > 0x79f goto pc+7
1972  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
1973  * r5 += 1
1974  * ...
1975  * call bpf_perf_event_output#25
1976  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
1977  *
1978  * and this case:
1979  * r6 = 1
1980  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
1981  * r0 += r6
1982  * if r0 == 0 goto
1983  *
1984  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
1985  *
1986  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
1987  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
1988  * may incorrectly prune callers. This is similar to
1989  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
1990  *
1991  * For now backtracking falls back into conservative marking.
1992  */
1993 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
1994                                      struct bpf_verifier_state *st)
1995 {
1996         struct bpf_func_state *func;
1997         struct bpf_reg_state *reg;
1998         int i, j;
1999
2000         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2001          * pop_stack may still get !precise scalars.
2002          */
2003         for (; st; st = st->parent)
2004                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2005                         func = st->frame[i];
2006                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2007                                 reg = &func->regs[j];
2008                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2009                                         continue;
2010                                 reg->precise = true;
2011                         }
2012                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2013                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
2014                                         continue;
2015                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2016                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2017                                         continue;
2018                                 reg->precise = true;
2019                         }
2020                 }
2021 }
2022
2023 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2024                                   int spi)
2025 {
2026         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2027         int first_idx = st->first_insn_idx;
2028         int last_idx = env->insn_idx;
2029         struct bpf_func_state *func;
2030         struct bpf_reg_state *reg;
2031         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2032         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2033         bool skip_first = true;
2034         bool new_marks = false;
2035         int i, err;
2036
2037         if (!env->bpf_capable)
2038                 return 0;
2039
2040         func = st->frame[st->curframe];
2041         if (regno >= 0) {
2042                 reg = &func->regs[regno];
2043                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2044                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2045                         return -EFAULT;
2046                 }
2047                 if (!reg->precise)
2048                         new_marks = true;
2049                 else
2050                         reg_mask = 0;
2051                 reg->precise = true;
2052         }
2053
2054         while (spi >= 0) {
2055                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2056                         stack_mask = 0;
2057                         break;
2058                 }
2059                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2060                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2061                         stack_mask = 0;
2062                         break;
2063                 }
2064                 if (!reg->precise)
2065                         new_marks = true;
2066                 else
2067                         stack_mask = 0;
2068                 reg->precise = true;
2069                 break;
2070         }
2071
2072         if (!new_marks)
2073                 return 0;
2074         if (!reg_mask && !stack_mask)
2075                 return 0;
2076         for (;;) {
2077                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2078                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2079
2080                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2081                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2082                 for (i = last_idx;;) {
2083                         if (skip_first) {
2084                                 err = 0;
2085                                 skip_first = false;
2086                         } else {
2087                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2088                         }
2089                         if (err == -ENOTSUPP) {
2090                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2091                                 return 0;
2092                         } else if (err) {
2093                                 return err;
2094                         }
2095                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2096                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2097                                  * Since this state is already marked, just return.
2098                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2099                                  */
2100                                 return 0;
2101                         if (i == first_idx)
2102                                 break;
2103                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2104                         if (i >= env->prog->len) {
2105                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2106                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2107                                  * to backtrack.
2108                                  * It means the backtracking missed the spot where
2109                                  * particular register was initialized with a constant.
2110                                  */
2111                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2112                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2113                                 return -EFAULT;
2114                         }
2115                 }
2116                 st = st->parent;
2117                 if (!st)
2118                         break;
2119
2120                 new_marks = false;
2121                 func = st->frame[st->curframe];
2122                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2123                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2124                         reg = &func->regs[i];
2125                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2126                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2127                                 continue;
2128                         }
2129                         if (!reg->precise)
2130                                 new_marks = true;
2131                         reg->precise = true;
2132                 }
2133
2134                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2135                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2136                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2137                                 /* the sequence of instructions:
2138                                  * 2: (bf) r3 = r10
2139                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2140                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2141                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2142                                  * as a single block.
2143                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2144                                  * stack access, so at the end of backtracking
2145                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2146                                  * However the parent state may not have accessed
2147                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2148                                  * In such case fallback to conservative.
2149                                  */
2150                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2151                                 return 0;
2152                         }
2153
2154                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2155                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2156                                 continue;
2157                         }
2158                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2159                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2160                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2161                                 continue;
2162                         }
2163                         if (!reg->precise)
2164                                 new_marks = true;
2165                         reg->precise = true;
2166                 }
2167                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
2168                         print_verifier_state(env, func);
2169                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
2170                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2171                                 reg_mask, stack_mask);
2172                 }
2173
2174                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2175                         break;
2176                 if (!new_marks)
2177                         break;
2178
2179                 last_idx = st->last_insn_idx;
2180                 first_idx = st->first_insn_idx;
2181         }
2182         return 0;
2183 }
2184
2185 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2186 {
2187         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2188 }
2189
2190 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2191 {
2192         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2193 }
2194
2195 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2196 {
2197         switch (type) {
2198         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2199         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
2200         case PTR_TO_STACK:
2201         case PTR_TO_CTX:
2202         case PTR_TO_PACKET:
2203         case PTR_TO_PACKET_META:
2204         case PTR_TO_PACKET_END:
2205         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2206         case CONST_PTR_TO_MAP:
2207         case PTR_TO_SOCKET:
2208         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
2209         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2210         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
2211         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2212         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
2213         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2214         case PTR_TO_BTF_ID:
2215         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
2216         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
2217         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
2218         case PTR_TO_RDWR_BUF:
2219         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
2220         case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
2221         case PTR_TO_MEM:
2222         case PTR_TO_MEM_OR_NULL:
2223                 return true;
2224         default:
2225                 return false;
2226         }
2227 }
2228
2229 /* Does this register contain a constant zero? */
2230 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2231 {
2232         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2233 }
2234
2235 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2236 {
2237         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2238 }
2239
2240 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2241 {
2242         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2243                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2244                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2245                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2246                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2247 }
2248
2249 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2250 {
2251         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2252 }
2253
2254 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2255                                const struct bpf_reg_state *reg)
2256 {
2257         if (allow_ptr_leaks)
2258                 return false;
2259
2260         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2261 }
2262
2263 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2264                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
2265 {
2266         int i;
2267
2268         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
2269         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2270
2271         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2272                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
2273 }
2274
2275 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
2276  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
2277  */
2278 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
2279                                        /* stack frame we're writing to */
2280                                        struct bpf_func_state *state,
2281                                        int off, int size, int value_regno,
2282                                        int insn_idx)
2283 {
2284         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2285         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
2286         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
2287         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
2288
2289         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
2290                                  state->acquired_refs, true);
2291         if (err)
2292                 return err;
2293         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
2294          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
2295          */
2296         if (!env->allow_ptr_leaks &&
2297             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2298             size != BPF_REG_SIZE) {
2299                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
2300                 return -EACCES;
2301         }
2302
2303         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2304         if (value_regno >= 0)
2305                 reg = &cur->regs[value_regno];
2306         if (!env->bypass_spec_v4) {
2307                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
2308
2309                 for (i = 0; i < size; i++) {
2310                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_INVALID) {
2311                                 sanitize = true;
2312                                 break;
2313                         }
2314                 }
2315
2316                 if (sanitize)
2317                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
2318         }
2319
2320         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_bounded(reg) &&
2321             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
2322                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
2323                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
2324                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
2325                          * scalar via different register has to be conervative.
2326                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
2327                          * that contributed into 'reg' being a constant.
2328                          */
2329                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2330                         if (err)
2331                                 return err;
2332                 }
2333                 save_register_state(state, spi, reg);
2334         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
2335                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
2336                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2337                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2338                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
2339                         return -EACCES;
2340                 }
2341                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
2342                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
2343                         return -EINVAL;
2344                 }
2345                 save_register_state(state, spi, reg);
2346         } else {
2347                 u8 type = STACK_MISC;
2348
2349                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2350                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2351                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2352                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2353                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2354                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2355
2356                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2357                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2358                  * when stack slots are partially written.
2359                  * This heuristic means that read propagation will be
2360                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2361                  * to stack slots all the way to first state when programs
2362                  * writes+reads less than 8 bytes
2363                  */
2364                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2365                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2366
2367                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2368                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2369                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2370                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2371                         if (err)
2372                                 return err;
2373                         type = STACK_ZERO;
2374                 }
2375
2376                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2377                 for (i = 0; i < size; i++)
2378                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2379                                 type;
2380         }
2381         return 0;
2382 }
2383
2384 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
2385  * known to contain a variable offset.
2386  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
2387  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
2388  * dynamic range is potentially written to.
2389  *
2390  * 'off' includes 'regno->off'.
2391  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
2392  * the stack.
2393  *
2394  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
2395  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
2396  * future reads cannot be terminated by this write.
2397  *
2398  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
2399  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
2400  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
2401  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
2402  */
2403 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
2404                                      /* func where register points to */
2405                                      struct bpf_func_state *state,
2406                                      int ptr_regno, int off, int size,
2407                                      int value_regno, int insn_idx)
2408 {
2409         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2410         int min_off, max_off;
2411         int i, err;
2412         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
2413         bool writing_zero = false;
2414         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
2415          * stack slots remain STACK_ZERO
2416          */
2417         bool zero_used = false;
2418
2419         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2420         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
2421         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
2422         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
2423         if (value_regno >= 0)
2424                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
2425         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
2426                 writing_zero = true;
2427
2428         err = realloc_func_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE),
2429                                  state->acquired_refs, true);
2430         if (err)
2431                 return err;
2432
2433
2434         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
2435         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
2436                 u8 new_type, *stype;
2437                 int slot, spi;
2438
2439                 slot = -i - 1;
2440                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2441                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
2442
2443                 if (!env->allow_ptr_leaks
2444                                 && *stype != NOT_INIT
2445                                 && *stype != SCALAR_VALUE) {
2446                         /* Reject the write if there's are spilled pointers in
2447                          * range. If we didn't reject here, the ptr status
2448                          * would be erased below (even though not all slots are
2449                          * actually overwritten), possibly opening the door to
2450                          * leaks.
2451                          */
2452                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
2453                                 insn_idx, i);
2454                         return -EINVAL;
2455                 }
2456
2457                 /* Erase all spilled pointers. */
2458                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2459
2460                 /* Update the slot type. */
2461                 new_type = STACK_MISC;
2462                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
2463                         new_type = STACK_ZERO;
2464                         zero_used = true;
2465                 }
2466                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
2467                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
2468                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
2469                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
2470                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
2471                  * that may or may not be written because, if we're reject
2472                  * them, the error would be too confusing.
2473                  */
2474                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
2475                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
2476                                         insn_idx, i);
2477                         return -EINVAL;
2478                 }
2479                 *stype = new_type;
2480         }
2481         if (zero_used) {
2482                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2483                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2484                 if (err)
2485                         return err;
2486         }
2487         return 0;
2488 }
2489
2490 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
2491  * max_off), we set the register's type according to the types of the
2492  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
2493  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
2494  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
2495  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
2496  * read.
2497  */
2498 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2499                                 /* func where src register points to */
2500                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
2501                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
2502 {
2503         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2504         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2505         int i, slot, spi;
2506         u8 *stype;
2507         int zeros = 0;
2508
2509         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
2510                 slot = -i - 1;
2511                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2512                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
2513                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
2514                         break;
2515                 zeros++;
2516         }
2517         if (zeros == max_off - min_off) {
2518                 /* any access_size read into register is zero extended,
2519                  * so the whole register == const_zero
2520                  */
2521                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
2522                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2523                  * so mark it precise here, so that later
2524                  * backtracking can stop here.
2525                  * Backtracking may not need this if this register
2526                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2527                  * Forward propagation of precise flag is not
2528                  * necessary either. This mark is only to stop
2529                  * backtracking. Any register that contributed
2530                  * to const 0 was marked precise before spill.
2531                  */
2532                 state->regs[dst_regno].precise = true;
2533         } else {
2534                 /* have read misc data from the stack */
2535                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
2536         }
2537         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2538 }
2539
2540 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
2541  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
2542  * spilled reg.
2543  *
2544  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
2545  * register.
2546  *
2547  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
2548  */
2549 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
2550                                       /* func where src register points to */
2551                                       struct bpf_func_state *reg_state,
2552                                       int off, int size, int dst_regno)
2553 {
2554         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2555         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2556         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2557         struct bpf_reg_state *reg;
2558         u8 *stype;
2559
2560         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2561         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2562
2563         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2564                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2565                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2566                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2567                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2568                                 return -EACCES;
2569                         }
2570                         if (dst_regno >= 0) {
2571                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
2572                                 state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2573                         }
2574                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2575                         return 0;
2576                 }
2577                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2578                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2579                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2580                                 return -EACCES;
2581                         }
2582                 }
2583
2584                 if (dst_regno >= 0) {
2585                         /* restore register state from stack */
2586                         state->regs[dst_regno] = *reg;
2587                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2588                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2589                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2590                          */
2591                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2592                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
2593                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
2594                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
2595                          * (e.g. for XADD).
2596                          * We must not allow unprivileged callers to do that
2597                          * with spilled pointers.
2598                          */
2599                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
2600                                 off);
2601                         return -EACCES;
2602                 }
2603                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2604         } else {
2605                 u8 type;
2606
2607                 for (i = 0; i < size; i++) {
2608                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
2609                         if (type == STACK_MISC)
2610                                 continue;
2611                         if (type == STACK_ZERO)
2612                                 continue;
2613                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2614                                 off, i, size);
2615                         return -EACCES;
2616                 }
2617                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2618                 if (dst_regno >= 0)
2619                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
2620         }
2621         return 0;
2622 }
2623
2624 enum stack_access_src {
2625         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
2626         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
2627 };
2628
2629 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
2630                                          int regno, int off, int access_size,
2631                                          bool zero_size_allowed,
2632                                          enum stack_access_src type,
2633                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
2634
2635 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2636 {
2637         return cur_regs(env) + regno;
2638 }
2639
2640 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
2641  * 'dst_regno'.
2642  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
2643  * but not its variable offset.
2644  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
2645  *
2646  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
2647  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
2648  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
2649  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
2650  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
2651  * instead.
2652  */
2653 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
2654                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
2655 {
2656         /* The state of the source register. */
2657         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
2658         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
2659         int err;
2660         int min_off, max_off;
2661
2662         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
2663          */
2664         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
2665                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
2666         if (err)
2667                 return err;
2668
2669         min_off = reg->smin_value + off;
2670         max_off = reg->smax_value + off;
2671         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
2672         return 0;
2673 }
2674
2675 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
2676  * check_stack_read_var_off.
2677  *
2678  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
2679  * bounds.
2680  *
2681  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
2682  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
2683  */
2684 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2685                             int ptr_regno, int off, int size,
2686                             int dst_regno)
2687 {
2688         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
2689         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2690         int err;
2691         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
2692         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
2693
2694         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
2695          * register, in order to not leak pointers (see
2696          * check_stack_read_fixed_off).
2697          */
2698         if (dst_regno < 0 && var_off) {
2699                 char tn_buf[48];
2700
2701                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2702                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
2703                         tn_buf, off, size);
2704                 return -EACCES;
2705         }
2706         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
2707          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
2708          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
2709          */
2710         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
2711                 char tn_buf[48];
2712
2713                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2714                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
2715                                 ptr_regno, tn_buf);
2716                 return -EACCES;
2717         }
2718
2719         if (!var_off) {
2720                 off += reg->var_off.value;
2721                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
2722                                                  dst_regno);
2723         } else {
2724                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
2725                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
2726                  * branch.
2727                  */
2728                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
2729                                                dst_regno);
2730         }
2731         return err;
2732 }
2733
2734
2735 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
2736  * check_stack_write_var_off.
2737  *
2738  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
2739  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
2740  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
2741  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
2742  *
2743  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
2744  */
2745 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
2746                              int ptr_regno, int off, int size,
2747                              int value_regno, int insn_idx)
2748 {
2749         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
2750         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2751         int err;
2752
2753         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
2754                 off += reg->var_off.value;
2755                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
2756                                                   value_regno, insn_idx);
2757         } else {
2758                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
2759                  * than fixed offset ones.
2760                  */
2761                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
2762                                                 ptr_regno, off, size,
2763                                                 value_regno, insn_idx);
2764         }
2765         return err;
2766 }
2767
2768 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2769                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
2770 {
2771         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2772         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2773         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
2774
2775         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
2776                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2777                         map->value_size, off, size);
2778                 return -EACCES;
2779         }
2780
2781         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
2782                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2783                         map->value_size, off, size);
2784                 return -EACCES;
2785         }
2786
2787         return 0;
2788 }
2789
2790 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
2791 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2792                               int off, int size, u32 mem_size,
2793                               bool zero_size_allowed)
2794 {
2795         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
2796         struct bpf_reg_state *reg;
2797
2798         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
2799                 return 0;
2800
2801         reg = &cur_regs(env)[regno];
2802         switch (reg->type) {
2803         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2804                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2805                         mem_size, off, size);
2806                 break;
2807         case PTR_TO_PACKET:
2808         case PTR_TO_PACKET_META:
2809         case PTR_TO_PACKET_END:
2810                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
2811                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
2812                 break;
2813         case PTR_TO_MEM:
2814         default:
2815                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
2816                         mem_size, off, size);
2817         }
2818
2819         return -EACCES;
2820 }
2821
2822 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
2823 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2824                                    int off, int size, u32 mem_size,
2825                                    bool zero_size_allowed)
2826 {
2827         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2828         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2829         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2830         int err;
2831
2832         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
2833          * need to try adding each of min_value and max_value to off
2834          * to make sure our theoretical access will be safe.
2835          */
2836         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2837                 print_verifier_state(env, state);
2838
2839         /* The minimum value is only important with signed
2840          * comparisons where we can't assume the floor of a
2841          * value is 0.  If we are using signed variables for our
2842          * index'es we need to make sure that whatever we use
2843          * will have a set floor within our range.
2844          */
2845         if (reg->smin_value < 0 &&
2846             (reg->smin_value == S64_MIN ||
2847              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
2848               reg->smin_value + off < 0)) {
2849                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2850                         regno);
2851                 return -EACCES;
2852         }
2853         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
2854                                  mem_size, zero_size_allowed);
2855         if (err) {
2856                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
2857                         regno);
2858                 return err;
2859         }
2860
2861         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
2862          * sure we won't do bad things.
2863          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
2864          */
2865         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
2866                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
2867                         regno);
2868                 return -EACCES;
2869         }
2870         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
2871                                  mem_size, zero_size_allowed);
2872         if (err) {
2873                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
2874                         regno);
2875                 return err;
2876         }
2877
2878         return 0;
2879 }
2880
2881 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
2882 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2883                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
2884 {
2885         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2886         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2887         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2888         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
2889         int err;
2890
2891         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
2892                                       zero_size_allowed);
2893         if (err)
2894                 return err;
2895
2896         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
2897                 u32 lock = map->spin_lock_off;
2898
2899                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
2900                  * load/store reject this program.
2901                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
2902                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
2903                  */
2904                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
2905                      lock < reg->umax_value + off + size) {
2906                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
2907                         return -EACCES;
2908                 }
2909         }
2910         return err;
2911 }
2912
2913 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
2914
2915 static enum bpf_prog_type resolve_prog_type(struct bpf_prog *prog)
2916 {
2917         return prog->aux->dst_prog ? prog->aux->dst_prog->type : prog->type;
2918 }
2919
2920 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
2921                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
2922                                        enum bpf_access_type t)
2923 {
2924         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
2925
2926         switch (prog_type) {
2927         /* Program types only with direct read access go here! */
2928         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
2929         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
2930         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
2931         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
2932         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
2933         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
2934                 if (t == BPF_WRITE)
2935                         return false;
2936                 fallthrough;
2937
2938         /* Program types with direct read + write access go here! */
2939         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
2940         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
2941         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
2942         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
2943         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
2944         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
2945                 if (meta)
2946                         return meta->pkt_access;
2947
2948                 env->seen_direct_write = true;
2949                 return true;
2950
2951         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
2952                 if (t == BPF_WRITE)
2953                         env->seen_direct_write = true;
2954
2955                 return true;
2956
2957         default:
2958                 return false;
2959         }
2960 }
2961
2962 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2963                                int size, bool zero_size_allowed)
2964 {
2965         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2966         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2967         int err;
2968
2969         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
2970          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
2971          * offset.
2972          */
2973
2974         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
2975          * detail to prove they're safe.
2976          */
2977         if (reg->smin_value < 0) {
2978                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2979                         regno);
2980                 return -EACCES;
2981         }
2982         err = __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
2983                                  zero_size_allowed);
2984         if (err) {
2985                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
2986                 return err;
2987         }
2988
2989         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
2990          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
2991          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
2992          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
2993          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
2994          */
2995         env->prog->aux->max_pkt_offset =
2996                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
2997                       off + reg->umax_value + size - 1);
2998
2999         return err;
3000 }
3001
3002 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
3003 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
3004                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
3005                             u32 *btf_id)
3006 {
3007         struct bpf_insn_access_aux info = {
3008                 .reg_type = *reg_type,
3009                 .log = &env->log,
3010         };
3011
3012         if (env->ops->is_valid_access &&
3013             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
3014                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
3015                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
3016                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
3017                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
3018                  * will only allow for whole field access and rejects any other
3019                  * type of narrower access.
3020                  */
3021                 *reg_type = info.reg_type;
3022
3023                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID || *reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL)
3024                         *btf_id = info.btf_id;
3025                 else
3026                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
3027                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
3028                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
3029                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
3030                 return 0;
3031         }
3032
3033         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
3034         return -EACCES;
3035 }
3036
3037 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
3038                                   int size)
3039 {
3040         if (size < 0 || off < 0 ||
3041             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
3042                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
3043                         off, size);
3044                 return -EACCES;
3045         }
3046         return 0;
3047 }
3048
3049 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
3050                              u32 regno, int off, int size,
3051                              enum bpf_access_type t)
3052 {
3053         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3054         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3055         struct bpf_insn_access_aux info = {};
3056         bool valid;
3057
3058         if (reg->smin_value < 0) {
3059                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3060                         regno);
3061                 return -EACCES;
3062         }
3063
3064         switch (reg->type) {
3065         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3066                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
3067                 break;
3068         case PTR_TO_SOCKET:
3069                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3070                 break;
3071         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3072                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3073                 break;
3074         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3075                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3076                 break;
3077         default:
3078                 valid = false;
3079         }
3080
3081
3082         if (valid) {
3083                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
3084                         info.ctx_field_size;
3085                 return 0;
3086         }
3087
3088         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
3089                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
3090
3091         return -EACCES;
3092 }
3093
3094 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3095 {
3096         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
3097 }
3098
3099 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3100 {
3101         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3102
3103         return reg->type == PTR_TO_CTX;
3104 }
3105
3106 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3107 {
3108         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3109
3110         return type_is_sk_pointer(reg->type);
3111 }
3112
3113 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3114 {
3115         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3116
3117         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
3118 }
3119
3120 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3121 {
3122         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3123
3124         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
3125         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
3126 }
3127
3128 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3129                                    const struct bpf_reg_state *reg,
3130                                    int off, int size, bool strict)
3131 {
3132         struct tnum reg_off;
3133         int ip_align;
3134
3135         /* Byte size accesses are always allowed. */
3136         if (!strict || size == 1)
3137                 return 0;
3138
3139         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
3140          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
3141          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
3142          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
3143          * to this code only in strict mode where we want to emulate
3144          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
3145          * unconditional IP align value of '2'.
3146          */
3147         ip_align = 2;
3148
3149         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
3150         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
3151                 char tn_buf[48];
3152
3153                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3154                 verbose(env,
3155                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
3156                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
3157                 return -EACCES;
3158         }
3159
3160         return 0;
3161 }
3162
3163 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3164                                        const struct bpf_reg_state *reg,
3165                                        const char *pointer_desc,
3166                                        int off, int size, bool strict)
3167 {
3168         struct tnum reg_off;
3169
3170         /* Byte size accesses are always allowed. */
3171         if (!strict || size == 1)
3172                 return 0;
3173
3174         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
3175         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
3176                 char tn_buf[48];
3177
3178                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3179                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
3180                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
3181                 return -EACCES;
3182         }
3183
3184         return 0;
3185 }
3186
3187 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3188                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
3189                                int size, bool strict_alignment_once)
3190 {
3191         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
3192         const char *pointer_desc = "";
3193
3194         switch (reg->type) {
3195         case PTR_TO_PACKET:
3196         case PTR_TO_PACKET_META:
3197                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
3198                  * right in front, treat it the very same way.
3199                  */
3200                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
3201         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
3202                 pointer_desc = "flow keys ";
3203                 break;
3204         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3205                 pointer_desc = "value ";
3206                 break;
3207         case PTR_TO_CTX:
3208                 pointer_desc = "context ";
3209                 break;
3210         case PTR_TO_STACK:
3211                 pointer_desc = "stack ";
3212                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
3213                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
3214                  * aligned.
3215                  */
3216                 strict = true;
3217                 break;
3218         case PTR_TO_SOCKET:
3219                 pointer_desc = "sock ";
3220                 break;
3221         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3222                 pointer_desc = "sock_common ";
3223                 break;
3224         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3225                 pointer_desc = "tcp_sock ";
3226                 break;
3227         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3228                 pointer_desc = "xdp_sock ";
3229                 break;
3230         default:
3231                 break;
3232         }
3233         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
3234                                            strict);
3235 }
3236
3237 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3238                               const struct bpf_func_state *func,
3239                               int off)
3240 {
3241         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
3242
3243         if (stack >= -off)
3244                 return 0;
3245
3246         /* update known max for given subprogram */
3247         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
3248         return 0;
3249 }
3250
3251 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
3252  * and recursively walk all callees that given function can call.
3253  * Ignore jump and exit insns.
3254  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
3255  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
3256  */
3257 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
3258 {
3259         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
3260         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3261         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3262         bool tail_call_reachable = false;
3263         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
3264         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
3265         int j;
3266
3267 process_func:
3268         /* protect against potential stack overflow that might happen when
3269          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
3270          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
3271          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
3272          * 8k).
3273          *
3274          * To get the idea what might happen, see an example:
3275          * func1 -> sub rsp, 128
3276          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
3277          *  tailcall1 -> add rsp, 256
3278          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
3279          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
3280          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
3281          *   tailcall2 -> add rsp, 128
3282          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
3283          *
3284          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
3285          * of caller's stack as shown on the example above.
3286          */
3287         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
3288                 verbose(env,
3289                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
3290                         depth);
3291                 return -EACCES;
3292         }
3293         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
3294          * of interpreter stack size
3295          */
3296         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3297         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
3298                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
3299                         frame + 1, depth);
3300                 return -EACCES;
3301         }
3302 continue_func:
3303         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
3304         for (; i < subprog_end; i++) {
3305                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
3306                         continue;
3307                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
3308                         continue;
3309                 /* remember insn and function to return to */
3310                 ret_insn[frame] = i + 1;
3311                 ret_prog[frame] = idx;
3312
3313                 /* find the callee */
3314                 i = i + insn[i].imm + 1;
3315                 idx = find_subprog(env, i);
3316                 if (idx < 0) {
3317                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3318                                   i);
3319                         return -EFAULT;
3320                 }
3321
3322                 if (subprog[idx].has_tail_call)
3323                         tail_call_reachable = true;
3324
3325                 frame++;
3326                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
3327                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
3328                                 frame);
3329                         return -E2BIG;
3330                 }
3331                 goto process_func;
3332         }
3333         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
3334          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
3335          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
3336          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
3337          */
3338         if (tail_call_reachable)
3339                 for (j = 0; j < frame; j++)
3340                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
3341         if (subprog[0].tail_call_reachable)
3342                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
3343
3344         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
3345          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
3346          */
3347         if (frame == 0)
3348                 return 0;
3349         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3350         frame--;
3351         i = ret_insn[frame];
3352         idx = ret_prog[frame];
3353         goto continue_func;
3354 }
3355
3356 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
3357 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3358                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
3359 {
3360         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
3361
3362         subprog = find_subprog(env, start);
3363         if (subprog < 0) {
3364                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3365                           start);
3366                 return -EFAULT;
3367         }
3368         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
3369 }
3370 #endif
3371
3372 int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3373                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3374 {
3375         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
3376          * its original, unmodified form.
3377          */
3378
3379         if (reg->off) {
3380                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
3381                         regno, reg->off);
3382                 return -EACCES;
3383         }
3384
3385         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3386                 char tn_buf[48];
3387
3388                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3389                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
3390                 return -EACCES;
3391         }
3392
3393         return 0;
3394 }
3395
3396 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3397                                  const char *buf_info,
3398                                  const struct bpf_reg_state *reg,
3399                                  int regno, int off, int size)
3400 {
3401         if (off < 0) {
3402                 verbose(env,
3403                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
3404                         regno, buf_info, off, size);
3405                 return -EACCES;
3406         }
3407         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3408                 char tn_buf[48];
3409
3410                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3411                 verbose(env,
3412                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
3413                         regno, off, tn_buf);
3414                 return -EACCES;
3415         }
3416
3417         return 0;
3418 }
3419
3420 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3421                                   const struct bpf_reg_state *reg,
3422                                   int regno, int off, int size)
3423 {
3424         int err;
3425
3426         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
3427         if (err)
3428                 return err;
3429
3430         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
3431                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
3432
3433         return 0;
3434 }
3435
3436 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3437                                const struct bpf_reg_state *reg,
3438                                int regno, int off, int size,
3439                                bool zero_size_allowed,
3440                                const char *buf_info,
3441                                u32 *max_access)
3442 {
3443         int err;
3444
3445         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
3446         if (err)
3447                 return err;
3448
3449         if (off + size > *max_access)
3450                 *max_access = off + size;
3451
3452         return 0;
3453 }
3454
3455 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
3456 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
3457 {
3458         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
3459         __reg_assign_32_into_64(reg);
3460 }
3461
3462 /* truncate register to smaller size (in bytes)
3463  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
3464  */
3465 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
3466 {
3467         u64 mask;
3468
3469         /* clear high bits in bit representation */
3470         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
3471
3472         /* fix arithmetic bounds */
3473         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
3474         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
3475                 reg->umin_value &= mask;
3476                 reg->umax_value &= mask;
3477         } else {
3478                 reg->umin_value = 0;
3479                 reg->umax_value = mask;
3480         }
3481         reg->smin_value = reg->umin_value;
3482         reg->smax_value = reg->umax_value;
3483
3484         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
3485          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
3486          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
3487          */
3488         if (size >= 4)
3489                 return;
3490         __reg_combine_64_into_32(reg);
3491 }
3492
3493 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
3494 {
3495         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
3496          *
3497          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
3498          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
3499          *    and was set at map creation time.
3500          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
3501          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
3502          *    operations from syscall side are possible for the rest of
3503          *    the map's lifetime from that point onwards.
3504          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
3505          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
3506          *    assume that map value(s) are immutable.
3507          */
3508         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
3509                READ_ONCE(map->frozen) &&
3510                !bpf_map_write_active(map);
3511 }
3512
3513 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
3514 {
3515         void *ptr;
3516         u64 addr;
3517         int err;
3518
3519         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
3520         if (err)
3521                 return err;
3522         ptr = (void *)(long)addr + off;
3523
3524         switch (size) {
3525         case sizeof(u8):
3526                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
3527                 break;
3528         case sizeof(u16):
3529                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
3530                 break;
3531         case sizeof(u32):
3532                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
3533                 break;
3534         case sizeof(u64):
3535                 *val = *(u64 *)ptr;
3536                 break;
3537         default:
3538                 return -EINVAL;
3539         }
3540         return 0;
3541 }
3542
3543 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
3544                                    struct bpf_reg_state *regs,
3545                                    int regno, int off, int size,
3546                                    enum bpf_access_type atype,
3547                                    int value_regno)
3548 {
3549         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3550         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, reg->btf_id);
3551         const char *tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3552         u32 btf_id;
3553         int ret;
3554
3555         if (off < 0) {
3556                 verbose(env,
3557                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
3558                         regno, tname, off);
3559                 return -EACCES;
3560         }
3561         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3562                 char tn_buf[48];
3563
3564                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3565                 verbose(env,
3566                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
3567                         regno, tname, off, tn_buf);
3568                 return -EACCES;
3569         }
3570
3571         if (env->ops->btf_struct_access) {
3572                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, t, off, size,
3573                                                   atype, &btf_id);
3574         } else {
3575                 if (atype != BPF_READ) {
3576                         verbose(env, "only read is supported\n");
3577                         return -EACCES;
3578                 }
3579
3580                 ret = btf_struct_access(&env->log, t, off, size, atype,
3581                                         &btf_id);
3582         }
3583
3584         if (ret < 0)
3585                 return ret;
3586
3587         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
3588                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_id);
3589
3590         return 0;
3591 }
3592
3593 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
3594                                    struct bpf_reg_state *regs,
3595                                    int regno, int off, int size,
3596                                    enum bpf_access_type atype,
3597                                    int value_regno)
3598 {
3599         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3600         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3601         const struct btf_type *t;
3602         const char *tname;
3603         u32 btf_id;
3604         int ret;
3605
3606         if (!btf_vmlinux) {
3607                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
3608                 return -ENOTSUPP;
3609         }
3610
3611         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
3612                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
3613                         map->map_type);
3614                 return -ENOTSUPP;
3615         }
3616
3617         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
3618         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3619
3620         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
3621                 verbose(env,
3622                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
3623                         tname);
3624                 return -EPERM;
3625         }
3626
3627         if (off < 0) {
3628                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
3629                         regno, tname, off);
3630                 return -EACCES;
3631         }
3632
3633         if (atype != BPF_READ) {
3634                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
3635                 return -EACCES;
3636         }
3637
3638         ret = btf_struct_access(&env->log, t, off, size, atype, &btf_id);
3639         if (ret < 0)
3640                 return ret;
3641
3642         if (value_regno >= 0)
3643                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_id);
3644
3645         return 0;
3646 }
3647
3648 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
3649  * maximum valid offset is -1.
3650  *
3651  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
3652  * -state->allocated_stack for reads.
3653  */
3654 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
3655                                           struct bpf_func_state *state,
3656                                           enum bpf_access_type t)
3657 {
3658         int min_valid_off;
3659
3660         if (t == BPF_WRITE)
3661                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
3662         else
3663                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
3664
3665         if (off < min_valid_off || off > -1)
3666                 return -EACCES;
3667         return 0;
3668 }
3669
3670 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
3671  * bounds.
3672  *
3673  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
3674  */
3675 static int check_stack_access_within_bounds(
3676                 struct bpf_verifier_env *env,
3677                 int regno, int off, int access_size,
3678                 enum stack_access_src src, enum bpf_access_type type)
3679 {
3680         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3681         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3682         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3683         int min_off, max_off;
3684         int err;
3685         char *err_extra;
3686
3687         if (src == ACCESS_HELPER)
3688                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
3689                 err_extra = " indirect access to";
3690         else if (type == BPF_READ)
3691                 err_extra = " read from";
3692         else
3693                 err_extra = " write to";
3694
3695         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3696                 min_off = reg->var_off.value + off;
3697                 if (access_size > 0)
3698                         max_off = min_off + access_size - 1;
3699                 else
3700                         max_off = min_off;
3701         } else {
3702                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
3703                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
3704                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
3705                                 err_extra, regno);
3706                         return -EACCES;
3707                 }
3708                 min_off = reg->smin_value + off;
3709                 if (access_size > 0)
3710                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
3711                 else
3712                         max_off = min_off;
3713         }
3714
3715         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
3716         if (!err)
3717                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
3718
3719         if (err) {
3720                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3721                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
3722                                 err_extra, regno, off, access_size);
3723                 } else {
3724                         char tn_buf[48];
3725
3726                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3727                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
3728                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
3729                 }
3730         }
3731         return err;
3732 }
3733
3734 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
3735  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
3736  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
3737  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
3738  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
3739  */
3740 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
3741                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
3742                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
3743 {
3744         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3745         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3746         struct bpf_func_state *state;
3747         int size, err = 0;
3748
3749         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
3750         if (size < 0)
3751                 return size;
3752
3753         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
3754         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
3755         if (err)
3756                 return err;
3757
3758         /* for access checks, reg->off is just part of off */
3759         off += reg->off;
3760
3761         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
3762                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3763                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3764                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
3765                         return -EACCES;
3766                 }
3767                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
3768                 if (err)
3769                         return err;
3770                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
3771                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3772                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3773
3774                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
3775                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
3776                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
3777                             map->ops->map_direct_value_addr) {
3778                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
3779                                 u64 val = 0;
3780
3781                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
3782                                                           &val);
3783                                 if (err)
3784                                         return err;
3785
3786                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
3787                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
3788                         } else {
3789                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3790                         }
3791                 }
3792         } else if (reg->type == PTR_TO_MEM) {
3793                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3794                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3795                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
3796                         return -EACCES;
3797                 }
3798                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
3799                                               reg->mem_size, false);
3800                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3801                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3802         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
3803                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
3804                 u32 btf_id = 0;
3805
3806                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3807                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3808                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
3809                         return -EACCES;
3810                 }
3811
3812                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
3813                 if (err < 0)
3814                         return err;
3815
3816                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf_id);
3817                 if (err)
3818                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3819                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3820                         /* ctx access returns either a scalar, or a
3821                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
3822                          * case, we know the offset is zero.
3823                          */
3824                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
3825                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3826                         } else {
3827                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
3828                                                     value_regno);
3829                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
3830                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
3831                                 /* A load of ctx field could have different
3832                                  * actual load size with the one encoded in the
3833                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
3834                                  * a sub-register.
3835                                  */
3836                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3837                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID ||
3838                                     reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL)
3839                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
3840                         }
3841                         regs[value_regno].type = reg_type;
3842                 }
3843
3844         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
3845                 /* Basic bounds checks. */
3846                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
3847                 if (err)
3848                         return err;
3849
3850                 state = func(env, reg);
3851                 err = update_stack_depth(env, state, off);
3852                 if (err)
3853                         return err;
3854
3855                 if (t == BPF_READ)
3856                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
3857                                                value_regno);
3858                 else
3859                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
3860                                                 value_regno, insn_idx);
3861         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
3862                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
3863                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
3864                         return -EACCES;
3865                 }
3866                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3867                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3868                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
3869                                 value_regno);
3870                         return -EACCES;
3871                 }
3872                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
3873                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3874                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3875         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
3876                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3877                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3878                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
3879                                 value_regno);
3880                         return -EACCES;
3881                 }
3882
3883                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
3884                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3885                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3886         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
3887                 if (t == BPF_WRITE) {
3888                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3889                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3890                         return -EACCES;
3891                 }
3892                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
3893                 if (!err && value_regno >= 0)
3894                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3895         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
3896                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
3897                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3898                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3899         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
3900                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
3901                                               value_regno);
3902         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
3903                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
3904                                               value_regno);
3905         } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF) {
3906                 if (t == BPF_WRITE) {
3907                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3908                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3909                         return -EACCES;
3910                 }
3911                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3912                                           "rdonly",
3913                                           &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3914                 if (!err && value_regno >= 0)
3915                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3916         } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF) {
3917                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3918                                           "rdwr",
3919                                           &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3920                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3921                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3922         } else {
3923                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
3924                         reg_type_str[reg->type]);
3925                 return -EACCES;
3926         }
3927
3928         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
3929             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
3930                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
3931                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
3932         }
3933         return err;
3934 }
3935
3936 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
3937 {
3938         int err;
3939
3940         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
3941             insn->imm != 0) {
3942                 verbose(env, "BPF_XADD uses reserved fields\n");
3943                 return -EINVAL;
3944         }
3945
3946         /* check src1 operand */
3947         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3948         if (err)
3949                 return err;
3950
3951         /* check src2 operand */
3952         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3953         if (err)
3954                 return err;
3955
3956         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3957                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
3958                 return -EACCES;
3959         }
3960
3961         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
3962             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
3963             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
3964             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
3965                 verbose(env, "BPF_XADD stores into R%d %s is not allowed\n",
3966                         insn->dst_reg,
3967                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
3968                 return -EACCES;
3969         }
3970
3971         /* check whether atomic_add can read the memory */
3972         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3973                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
3974         if (err)
3975                 return err;
3976
3977         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
3978         return check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3979                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
3980 }
3981
3982 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
3983  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
3984  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
3985  *
3986  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
3987  *
3988  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
3989  * read offsets are marked as read.
3990  */
3991 static int check_stack_range_initialized(
3992                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
3993                 int access_size, bool zero_size_allowed,
3994                 enum stack_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
3995 {
3996         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3997         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3998         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
3999         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
4000         enum bpf_access_type bounds_check_type;
4001         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
4002          * read-only.
4003          */
4004         bool clobber = false;
4005
4006         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
4007                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
4008                 return -EACCES;
4009         }
4010
4011         if (type == ACCESS_HELPER) {
4012                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
4013                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
4014                  * checks below.
4015                  */
4016                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
4017                 clobber = true;
4018         } else {
4019                 bounds_check_type = BPF_READ;
4020         }
4021         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
4022                                                type, bounds_check_type);
4023         if (err)
4024                 return err;
4025
4026
4027         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4028                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
4029         } else {
4030                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
4031                  * simplicity since it requires corresponding support in
4032                  * Spectre masking for stack ALU.
4033                  * See also retrieve_ptr_limit().
4034                  */
4035                 if (!env->bypass_spec_v1) {
4036                         char tn_buf[48];
4037
4038                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4039                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
4040                                 regno, err_extra, tn_buf);
4041                         return -EACCES;
4042                 }
4043                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
4044                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
4045                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
4046                  * helper return since specific bounds are unknown what may
4047                  * cause uninitialized stack leaking.
4048                  */
4049                 if (meta && meta->raw_mode)
4050                         meta = NULL;
4051
4052                 min_off = reg->smin_value + off;
4053                 max_off = reg->smax_value + off;
4054         }
4055
4056         if (meta && meta->raw_mode) {
4057                 meta->access_size = access_size;
4058                 meta->regno = regno;
4059                 return 0;
4060         }
4061
4062         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
4063                 u8 *stype;
4064
4065                 slot = -i - 1;
4066                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4067                 if (state->allocated_stack <= slot)
4068                         goto err;
4069                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4070                 if (*stype == STACK_MISC)
4071                         goto mark;
4072                 if (*stype == STACK_ZERO) {
4073                         if (clobber) {
4074                                 /* helper can write anything into the stack */
4075                                 *stype = STACK_MISC;
4076                         }
4077                         goto mark;
4078                 }
4079
4080                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4081                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == PTR_TO_BTF_ID)
4082                         goto mark;
4083
4084                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4085                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
4086                      env->allow_ptr_leaks)) {
4087                         if (clobber) {
4088                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
4089                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
4090                                         state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
4091                         }
4092                         goto mark;
4093                 }
4094
4095 err:
4096                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4097                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
4098                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
4099                 } else {
4100                         char tn_buf[48];
4101
4102                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4103                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
4104                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
4105                 }
4106                 return -EACCES;
4107 mark:
4108                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
4109                  * the whole slot to be marked as 'read'
4110                  */
4111                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
4112                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
4113                               REG_LIVE_READ64);
4114         }
4115         return update_stack_depth(env, state, min_off);
4116 }
4117
4118 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4119                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
4120                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4121 {
4122         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4123
4124         switch (reg->type) {
4125         case PTR_TO_PACKET:
4126         case PTR_TO_PACKET_META:
4127                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
4128                                            zero_size_allowed);
4129         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4130                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
4131                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
4132                                           BPF_READ))
4133                         return -EACCES;
4134                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
4135                                         zero_size_allowed);
4136         case PTR_TO_MEM:
4137                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
4138                                                access_size, reg->mem_size,
4139                                                zero_size_allowed);
4140         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
4141                 if (meta && meta->raw_mode)
4142                         return -EACCES;
4143                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
4144                                            access_size, zero_size_allowed,
4145                                            "rdonly",
4146                                            &env->prog->aux->max_rdonly_access);
4147         case PTR_TO_RDWR_BUF:
4148                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
4149                                            access_size, zero_size_allowed,
4150                                            "rdwr",
4151                                            &env->prog->aux->max_rdwr_access);
4152         case PTR_TO_STACK:
4153                 return check_stack_range_initialized(
4154                                 env,
4155                                 regno, reg->off, access_size,
4156                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
4157         default: /* scalar_value or invalid ptr */
4158                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
4159                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
4160                     register_is_null(reg))
4161                         return 0;
4162
4163                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
4164                         reg_type_str[reg->type],
4165                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
4166                 return -EACCES;
4167         }
4168 }
4169
4170 /* Implementation details:
4171  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
4172  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
4173  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
4174  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
4175  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
4176  * address of the map element.
4177  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
4178  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
4179  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
4180  * point to different bpf_spin_locks.
4181  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
4182  * dead-locks.
4183  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
4184  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
4185  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
4186  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
4187  * and clears it after bpf_spin_unlock.
4188  */
4189 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4190                              bool is_lock)
4191 {
4192         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4193         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
4194         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
4195         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4196         u64 val = reg->var_off.value;
4197
4198         if (!is_const) {
4199                 verbose(env,
4200                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
4201                         regno);
4202                 return -EINVAL;
4203         }
4204         if (!map->btf) {
4205                 verbose(env,
4206                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
4207                         map->name);
4208                 return -EINVAL;
4209         }
4210         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
4211                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
4212                         verbose(env,
4213                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
4214                                 map->name);
4215                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
4216                         verbose(env,
4217                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
4218                                 map->name);
4219                 else
4220                         verbose(env,
4221                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
4222                                 map->name);
4223                 return -EINVAL;
4224         }
4225         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
4226                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
4227                         val + reg->off);
4228                 return -EINVAL;
4229         }
4230         if (is_lock) {
4231                 if (cur->active_spin_lock) {
4232                         verbose(env,
4233                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
4234                         return -EINVAL;
4235                 }
4236                 cur->active_spin_lock = reg->id;
4237         } else {
4238                 if (!cur->active_spin_lock) {
4239                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
4240                         return -EINVAL;
4241                 }
4242                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
4243                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
4244                         return -EINVAL;
4245                 }
4246                 cur->active_spin_lock = 0;
4247         }
4248         return 0;
4249 }
4250
4251 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
4252 {
4253         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
4254                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
4255                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
4256 }
4257
4258 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
4259 {
4260         return type == ARG_CONST_SIZE ||
4261                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
4262 }
4263
4264 static bool arg_type_is_alloc_size(enum bpf_arg_type type)
4265 {
4266         return type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO;
4267 }
4268
4269 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
4270 {
4271         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
4272                type == ARG_PTR_TO_LONG;
4273 }
4274
4275 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
4276 {
4277         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
4278                 return sizeof(u32);
4279         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
4280                 return sizeof(u64);
4281
4282         return -EINVAL;
4283 }
4284
4285 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
4286                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
4287                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
4288 {
4289         if (!meta->map_ptr) {
4290                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4291                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
4292                 return -EACCES;
4293         }
4294
4295         switch (meta->map_ptr->map_type) {
4296         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
4297         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
4298                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4299                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
4300                 } else {
4301                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
4302                         return -EINVAL;
4303                 }
4304                 break;
4305
4306         default:
4307                 break;
4308         }
4309         return 0;
4310 }
4311
4312 struct bpf_reg_types {
4313         const enum bpf_reg_type types[10];
4314         u32 *btf_id;
4315 };
4316
4317 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
4318         .types = {
4319                 PTR_TO_STACK,
4320                 PTR_TO_PACKET,
4321                 PTR_TO_PACKET_META,
4322                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4323         },
4324 };
4325
4326 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
4327         .types = {
4328                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4329                 PTR_TO_SOCKET,
4330                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4331                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4332         },
4333 };
4334
4335 #ifdef CONFIG_NET
4336 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
4337         .types = {
4338                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4339                 PTR_TO_SOCKET,
4340                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4341                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4342                 PTR_TO_BTF_ID,
4343         },
4344         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
4345 };
4346 #endif
4347
4348 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
4349         .types = {
4350                 PTR_TO_STACK,
4351                 PTR_TO_PACKET,
4352                 PTR_TO_PACKET_META,
4353                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4354                 PTR_TO_MEM,
4355                 PTR_TO_RDONLY_BUF,
4356                 PTR_TO_RDWR_BUF,
4357         },
4358 };
4359
4360 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
4361         .types = {
4362                 PTR_TO_STACK,
4363                 PTR_TO_PACKET,
4364                 PTR_TO_PACKET_META,
4365                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4366         },
4367 };
4368
4369 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
4370 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
4371 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
4372 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM } };
4373 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
4374 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
4375 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
4376 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_PERCPU_BTF_ID } };
4377
4378 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
4379         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
4380         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
4381         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE]   = &map_key_value_types,
4382         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL]  = &map_key_value_types,
4383         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
4384         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
4385         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
4386         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
4387         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
4388         [ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL]        = &context_types,
4389         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
4390 #ifdef CONFIG_NET
4391         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
4392 #endif
4393         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
4394         [ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL]     = &fullsock_types,
4395         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
4396         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
4397         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
4398         [ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL]        = &mem_types,
4399         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM]         = &mem_types,
4400         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
4401         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL]  = &alloc_mem_types,
4402         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
4403         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
4404         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
4405 };
4406
4407 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4408                           enum bpf_arg_type arg_type,
4409                           const u32 *arg_btf_id)
4410 {
4411         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4412         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
4413         const struct bpf_reg_types *compatible;
4414         int i, j;
4415
4416         compatible = compatible_reg_types[arg_type];
4417         if (!compatible) {
4418                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
4419                 return -EFAULT;
4420         }
4421
4422         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
4423                 expected = compatible->types[i];
4424                 if (expected == NOT_INIT)
4425                         break;
4426
4427                 if (type == expected)
4428                         goto found;
4429         }
4430
4431         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str[type]);
4432         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
4433                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4434         verbose(env, "%s\n", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4435         return -EACCES;
4436
4437 found:
4438         if (type == PTR_TO_BTF_ID) {
4439                 if (!arg_btf_id) {
4440                         if (!compatible->btf_id) {
4441                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
4442                                 return -EFAULT;
4443                         }
4444                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
4445                 }
4446
4447                 if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->off, reg->btf_id,
4448                                           *arg_btf_id)) {
4449                         verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
4450                                 regno, kernel_type_name(reg->btf_id),
4451                                 kernel_type_name(*arg_btf_id));
4452                         return -EACCES;
4453                 }
4454
4455                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4456                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
4457                                 regno);
4458                         return -EACCES;
4459                 }
4460         }
4461
4462         return 0;
4463 }
4464
4465 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
4466                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
4467                           const struct bpf_func_proto *fn)
4468 {
4469         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
4470         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4471         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
4472         enum bpf_reg_type type = reg->type;
4473         int err = 0;
4474
4475         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
4476                 return 0;
4477
4478         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
4479         if (err)
4480                 return err;
4481
4482         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
4483                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
4484                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
4485                                 regno);
4486                         return -EACCES;
4487                 }
4488                 return 0;
4489         }
4490
4491         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
4492             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
4493                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
4494                 return -EACCES;
4495         }
4496
4497         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4498             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
4499             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
4500                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
4501                 if (err)
4502                         return err;
4503         }
4504
4505         if (register_is_null(reg) && arg_type_may_be_null(arg_type))
4506                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
4507                  * type checking.
4508                  */
4509                 goto skip_type_check;
4510
4511         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, fn->arg_btf_id[arg]);
4512         if (err)
4513                 return err;
4514
4515         if (type == PTR_TO_CTX) {
4516                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
4517                 if (err < 0)
4518                         return err;
4519         }
4520
4521 skip_type_check:
4522         if (reg->ref_obj_id) {
4523                 if (meta->ref_obj_id) {
4524                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
4525                                 regno, reg->ref_obj_id,
4526                                 meta->ref_obj_id);
4527                         return -EFAULT;
4528                 }
4529                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
4530         }
4531
4532         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
4533                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
4534                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
4535         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
4536                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
4537                  * check that [key, key + map->key_size) are within
4538                  * stack limits and initialized
4539                  */
4540                 if (!meta->map_ptr) {
4541                         /* in function declaration map_ptr must come before
4542                          * map_key, so that it's verified and known before
4543                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
4544                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
4545                          */
4546                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
4547                         return -EACCES;
4548                 }
4549                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4550                                               meta->map_ptr->key_size, false,
4551                                               NULL);
4552         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4553                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
4554                     !register_is_null(reg)) ||
4555                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
4556                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
4557                  * check [value, value + map->value_size) validity
4558                  */
4559                 if (!meta->map_ptr) {
4560                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4561                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
4562                         return -EACCES;
4563                 }
4564                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
4565                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4566                                               meta->map_ptr->value_size, false,
4567                                               meta);
4568         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID) {
4569                 if (!reg->btf_id) {
4570                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
4571                         return -EACCES;
4572                 }
4573                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
4574         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
4575                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
4576                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
4577                                 return -EACCES;
4578                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
4579                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
4580                                 return -EACCES;
4581                 } else {
4582                         verbose(env, "verifier internal error\n");
4583                         return -EFAULT;
4584                 }
4585         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
4586                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
4587                  * next is_mem_size argument below.
4588                  */
4589                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM);
4590         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
4591                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
4592
4593                 /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
4594                  * that enforce this value as an upper bound on return values.
4595                  * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
4596                  * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
4597                  * bound from umax_value however, if negative verifier errors
4598                  * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
4599                  * int type and negative retvals are allowed.
4600                  */
4601                 meta->msize_max_value = reg->umax_value;
4602
4603                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
4604                  * happens using its boundaries.
4605                  */
4606                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
4607                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
4608                          * mode so that the program is required to
4609                          * initialize all the memory that the helper could
4610                          * just partially fill up.
4611                          */
4612                         meta = NULL;
4613
4614                 if (reg->smin_value < 0) {
4615                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
4616                                 regno);
4617                         return -EACCES;
4618                 }
4619
4620                 if (reg->umin_value == 0) {
4621                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
4622                                                       zero_size_allowed,
4623                                                       meta);
4624                         if (err)
4625                                 return err;
4626                 }
4627
4628                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
4629                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4630                                 regno);
4631                         return -EACCES;
4632                 }
4633                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
4634                                               reg->umax_value,
4635                                               zero_size_allowed, meta);
4636                 if (!err)
4637                         err = mark_chain_precision(env, regno);
4638         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
4639                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
4640                         verbose(env, "R%d unbounded size, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4641                                 regno);
4642                         return -EACCES;
4643                 }
4644                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
4645         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
4646                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
4647
4648                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
4649                 if (err)
4650                         return err;
4651                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
4652         }
4653
4654         return err;
4655 }
4656
4657 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
4658 {
4659         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
4660         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
4661
4662         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
4663                 return false;
4664
4665         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
4666          * contexts, so updating is safe.
4667          */
4668         switch (type) {
4669         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
4670                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
4671                         return true;
4672                 break;
4673         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
4674         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
4675         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
4676         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
4677         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
4678         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
4679         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
4680                 return true;
4681         default:
4682                 break;
4683         }
4684
4685         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
4686         return false;
4687 }
4688
4689 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
4690 {
4691         return env->prog->jit_requested && IS_ENABLED(CONFIG_X86_64);
4692 }
4693
4694 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
4695                                         struct bpf_map *map, int func_id)
4696 {
4697         if (!map)
4698                 return 0;
4699
4700         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
4701         switch (map->map_type) {
4702         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
4703                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4704                         goto error;
4705                 break;
4706         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
4707                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
4708                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
4709                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
4710                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
4711                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
4712                         goto error;
4713                 break;
4714         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
4715                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
4716                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
4717                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query)
4718                         goto error;
4719                 break;
4720         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
4721                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
4722                         goto error;
4723                 break;
4724         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
4725                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
4726                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
4727                         goto error;
4728                 break;
4729         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
4730         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
4731                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
4732                         goto error;
4733                 break;
4734         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
4735         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
4736                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4737                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4738                         goto error;
4739                 break;
4740         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
4741          * appear.
4742          */
4743         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
4744                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
4745                         goto error;
4746                 break;
4747         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
4748                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4749                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4750                         goto error;
4751                 break;
4752         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
4753         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
4754                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4755                         goto error;
4756                 break;
4757         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
4758                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
4759                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
4760                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4761                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
4762                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4763                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4764                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4765                         goto error;
4766                 break;
4767         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
4768                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
4769                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
4770                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4771                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
4772                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4773                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4774                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4775                         goto error;
4776                 break;
4777         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
4778                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
4779                         goto error;
4780                 break;
4781         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
4782         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
4783                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
4784                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4785                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
4786                         goto error;
4787                 break;
4788         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
4789                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
4790                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
4791                         goto error;
4792                 break;
4793         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
4794                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
4795                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
4796                         goto error;
4797                 break;
4798         default:
4799                 break;
4800         }
4801
4802         /* ... and second from the function itself. */
4803         switch (func_id) {
4804         case BPF_FUNC_tail_call:
4805                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
4806                         goto error;
4807                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
4808                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
4809                         return -EINVAL;
4810                 }
4811                 break;
4812         case BPF_FUNC_perf_event_read:
4813         case BPF_FUNC_perf_event_output:
4814         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
4815         case BPF_FUNC_skb_output:
4816         case BPF_FUNC_xdp_output:
4817                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
4818                         goto error;
4819                 break;
4820         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
4821         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
4822         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
4823                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
4824                         goto error;
4825                 break;
4826         case BPF_FUNC_get_stackid:
4827                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
4828                         goto error;
4829                 break;
4830         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
4831         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
4832                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
4833                         goto error;
4834                 break;
4835         case BPF_FUNC_redirect_map:
4836                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
4837                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
4838                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
4839                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
4840                         goto error;
4841                 break;
4842         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
4843         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
4844         case BPF_FUNC_sock_map_update:
4845                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
4846                         goto error;
4847                 break;
4848         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
4849         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
4850         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
4851                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4852                         goto error;
4853                 break;
4854         case BPF_FUNC_get_local_storage:
4855                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
4856                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
4857                         goto error;
4858                 break;
4859         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
4860                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
4861                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
4862                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4863                         goto error;
4864                 break;
4865         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
4866         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
4867         case BPF_FUNC_map_push_elem:
4868                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
4869                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
4870                         goto error;
4871                 break;
4872         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
4873         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
4874                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
4875                         goto error;
4876                 break;
4877         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
4878         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
4879                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
4880                         goto error;
4881                 break;
4882         default:
4883                 break;
4884         }
4885
4886         return 0;
4887 error:
4888         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
4889                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
4890         return -EINVAL;
4891 }
4892
4893 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4894 {
4895         int count = 0;
4896
4897         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4898                 count++;
4899         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4900                 count++;
4901         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4902                 count++;
4903         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4904                 count++;
4905         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4906                 count++;
4907
4908         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
4909          * which is sufficient for the helper functions we have
4910          * right now.
4911          */
4912         return count <= 1;
4913 }
4914
4915 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
4916                                     enum bpf_arg_type arg_next)
4917 {
4918         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4919                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
4920                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4921                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
4922 }
4923
4924 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4925 {
4926         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
4927          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
4928          * to be paired, so make sure there's no buggy
4929          * helper function specification.
4930          */
4931         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
4932             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
4933             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
4934             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
4935             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
4936             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
4937                 return false;
4938
4939         return true;
4940 }
4941
4942 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4943 {
4944         int count = 0;
4945
4946         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
4947                 count++;
4948         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
4949                 count++;
4950         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
4951                 count++;
4952         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
4953                 count++;
4954         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
4955                 count++;
4956
4957         /* A reference acquiring function cannot acquire
4958          * another refcounted ptr.
4959          */
4960         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
4961                 return false;
4962
4963         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
4964          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
4965          */
4966         return count <= 1;
4967 }
4968
4969 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4970 {
4971         int i;
4972
4973         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
4974                 if (fn->arg_type[i] == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
4975                         return false;
4976
4977                 if (fn->arg_type[i] != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i])
4978                         return false;
4979         }
4980
4981         return true;
4982 }
4983
4984 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4985 {
4986         return check_raw_mode_ok(fn) &&
4987                check_arg_pair_ok(fn) &&
4988                check_btf_id_ok(fn) &&
4989                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
4990 }
4991
4992 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
4993  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
4994  */
4995 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
4996                                      struct bpf_func_state *state)
4997 {
4998         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
4999         int i;
5000
5001         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
5002                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
5003                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
5004
5005         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5006                 if (!reg)
5007                         continue;
5008                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
5009                         __mark_reg_unknown(env, reg);
5010         }
5011 }
5012
5013 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
5014 {
5015         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5016         int i;
5017
5018         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5019                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
5020 }
5021
5022 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
5023                                    struct bpf_func_state *state,
5024                                    int ref_obj_id)
5025 {
5026         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
5027         int i;
5028
5029         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
5030                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
5031                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
5032
5033         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5034                 if (!reg)
5035                         continue;
5036                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
5037                         __mark_reg_unknown(env, reg);
5038         }
5039 }
5040
5041 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
5042  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
5043  */
5044 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
5045                              int ref_obj_id)
5046 {
5047         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5048         int err;
5049         int i;
5050
5051         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
5052         if (err)
5053                 return err;
5054
5055         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5056                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
5057
5058         return 0;
5059 }
5060
5061 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
5062                                     struct bpf_reg_state *regs)
5063 {
5064         int i;
5065
5066         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
5067         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
5068                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
5069                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
5070         }
5071 }
5072
5073 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
5074                            int *insn_idx)
5075 {
5076         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
5077         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
5078         struct bpf_func_state *caller, *callee;
5079         int i, err, subprog, target_insn;
5080         bool is_global = false;
5081
5082         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
5083                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
5084                         state->curframe + 2);
5085                 return -E2BIG;
5086         }
5087
5088         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
5089         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
5090         if (subprog < 0) {
5091                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5092                         target_insn + 1);
5093                 return -EFAULT;
5094         }
5095
5096         caller = state->frame[state->curframe];
5097         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
5098                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
5099                         state->curframe + 1);
5100                 return -EFAULT;
5101         }
5102
5103         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
5104         if (func_info_aux)
5105                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
5106         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, caller->regs);
5107         if (err == -EFAULT)
5108                 return err;
5109         if (is_global) {
5110                 if (err) {
5111                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
5112                                 subprog);
5113                         return err;
5114                 } else {
5115                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
5116                                 verbose(env,
5117                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
5118                                         subprog);
5119                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
5120
5121                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
5122                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
5123                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5124
5125                         /* continue with next insn after call */
5126                         return 0;
5127                 }
5128         }
5129
5130         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
5131         if (!callee)
5132                 return -ENOMEM;
5133         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
5134
5135         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
5136          * into its own stack before reading from it.
5137          * callee can read/write into caller's stack
5138          */
5139         init_func_state(env, callee,
5140                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
5141                         *insn_idx /* callsite */,
5142                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
5143                         subprog /* subprog number within this prog */);
5144
5145         /* Transfer references to the callee */
5146         err = transfer_reference_state(callee, caller);
5147         if (err)
5148                 return err;
5149
5150         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
5151          * pointers, which connects us up to the liveness chain
5152          */
5153         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
5154                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
5155
5156         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
5157
5158         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
5159         state->curframe++;
5160
5161         /* and go analyze first insn of the callee */
5162         *insn_idx = target_insn;
5163
5164         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
5165                 verbose(env, "caller:\n");
5166                 print_verifier_state(env, caller);
5167                 verbose(env, "callee:\n");
5168                 print_verifier_state(env, callee);
5169         }
5170         return 0;
5171 }
5172
5173 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
5174 {
5175         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
5176         struct bpf_func_state *caller, *callee;
5177         struct bpf_reg_state *r0;
5178         int err;
5179
5180         callee = state->frame[state->curframe];
5181         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
5182         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
5183                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
5184                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
5185                  * since these pointers are valid. Only current stack
5186                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
5187                  * but let's be conservative
5188                  */
5189                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
5190                 return -EINVAL;
5191         }
5192
5193         state->curframe--;
5194         caller = state->frame[state->curframe];
5195         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
5196         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
5197
5198         /* Transfer references to the caller */
5199         err = transfer_reference_state(caller, callee);
5200         if (err)
5201                 return err;
5202
5203         *insn_idx = callee->callsite + 1;
5204         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
5205                 verbose(env, "returning from callee:\n");
5206                 print_verifier_state(env, callee);
5207                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
5208                 print_verifier_state(env, caller);
5209         }
5210         /* clear everything in the callee */
5211         free_func_state(callee);
5212         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
5213         return 0;
5214 }
5215
5216 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
5217                                    int func_id,
5218                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5219 {
5220         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
5221
5222         if (ret_type != RET_INTEGER ||
5223             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
5224              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
5225              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
5226              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
5227                 return;
5228
5229         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
5230         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
5231         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
5232         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
5233         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
5234         __reg_bound_offset(ret_reg);
5235         __update_reg_bounds(ret_reg);
5236 }
5237
5238 static int
5239 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
5240                 int func_id, int insn_idx)
5241 {
5242         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
5243         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
5244
5245         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
5246             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
5247             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
5248             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
5249             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
5250             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
5251             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem)
5252                 return 0;
5253
5254         if (map == NULL) {
5255                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5256                 return -EINVAL;
5257         }
5258
5259         /* In case of read-only, some additional restrictions
5260          * need to be applied in order to prevent altering the
5261          * state of the map from program side.
5262          */
5263         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5264             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
5265              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
5266              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
5267              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
5268                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
5269                 return -EACCES;
5270         }
5271
5272         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
5273                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
5274                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
5275         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
5276                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
5277                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
5278         return 0;
5279 }
5280
5281 static int
5282 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
5283                 int func_id, int insn_idx)
5284 {
5285         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
5286         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
5287         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
5288         struct tnum range;
5289         u64 val;
5290         int err;
5291
5292         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
5293                 return 0;
5294         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
5295                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5296                 return -EINVAL;
5297         }
5298
5299         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
5300         reg = &regs[BPF_REG_3];
5301
5302         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
5303                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
5304                 return 0;
5305         }
5306
5307         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
5308         if (err)
5309                 return err;
5310
5311         val = reg->var_off.value;
5312         if (bpf_map_key_unseen(aux))
5313                 bpf_map_key_store(aux, val);
5314         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
5315                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
5316                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
5317         return 0;
5318 }
5319
5320 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
5321 {
5322         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
5323         int i;
5324
5325         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
5326                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
5327                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
5328         }
5329         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
5330 }
5331
5332 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
5333 {
5334         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
5335         struct bpf_reg_state *regs;
5336         struct bpf_call_arg_meta meta;
5337         bool changes_data;
5338         int i, err;
5339
5340         /* find function prototype */
5341         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
5342                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5343                         func_id);
5344                 return -EINVAL;
5345         }
5346
5347         if (env->ops->get_func_proto)
5348                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
5349         if (!fn) {
5350                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5351                         func_id);
5352                 return -EINVAL;
5353         }
5354
5355         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
5356         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
5357                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
5358                 return -EINVAL;
5359         }
5360
5361         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
5362                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
5363                 return -EINVAL;
5364         }
5365
5366         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
5367         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
5368         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
5369                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
5370                         func_id_name(func_id), func_id);
5371                 return -EINVAL;
5372         }
5373
5374         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5375         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
5376
5377         err = check_func_proto(fn, func_id);
5378         if (err) {
5379                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
5380                         func_id_name(func_id), func_id);
5381                 return err;
5382         }
5383
5384         meta.func_id = func_id;
5385         /* check args */
5386         for (i = 0; i < 5; i++) {
5387                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
5388                 if (err)
5389                         return err;
5390         }
5391
5392         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
5393         if (err)
5394                 return err;
5395
5396         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
5397         if (err)
5398                 return err;
5399
5400         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
5401          * is inferred from register state.
5402          */
5403         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
5404                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
5405                                        BPF_WRITE, -1, false);
5406                 if (err)
5407                         return err;
5408         }
5409
5410         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
5411                 err = check_reference_leak(env);
5412                 if (err) {
5413                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
5414                         return err;
5415                 }
5416         } else if (is_release_function(func_id)) {
5417                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
5418                 if (err) {
5419                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
5420                                 func_id_name(func_id), func_id);
5421                         return err;
5422                 }
5423         }
5424
5425         regs = cur_regs(env);
5426
5427         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
5428          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
5429          */
5430         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
5431             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
5432                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
5433                 return -EINVAL;
5434         }
5435
5436         /* reset caller saved regs */
5437         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
5438                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
5439                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
5440         }
5441
5442         /* helper call returns 64-bit value. */
5443         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5444
5445         /* update return register (already marked as written above) */
5446         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
5447                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
5448                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
5449         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
5450                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
5451         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
5452                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5453                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
5454                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5455                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
5456                  * can check 'value_size' boundary of memory access
5457                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
5458                  */
5459                 if (meta.map_ptr == NULL) {
5460                         verbose(env,
5461                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5462                         return -EINVAL;
5463                 }
5464                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
5465                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5466                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5467                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
5468                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5469                 } else {
5470                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
5471                 }
5472         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
5473                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5474                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
5475         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
5476                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5477                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
5478         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
5479                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5480                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
5481         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL) {
5482                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5483                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5484                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
5485         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID_OR_NULL ||
5486                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID) {
5487                 const struct btf_type *t;
5488
5489                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5490                 t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, meta.ret_btf_id, NULL);
5491                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
5492                         u32 tsize;
5493                         const struct btf_type *ret;
5494                         const char *tname;
5495
5496                         /* resolve the type size of ksym. */
5497                         ret = btf_resolve_size(btf_vmlinux, t, &tsize);
5498                         if (IS_ERR(ret)) {
5499                                 tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
5500                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
5501                                         tname, PTR_ERR(ret));
5502                                 return -EINVAL;
5503                         }
5504                         regs[BPF_REG_0].type =
5505                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5506                                 PTR_TO_MEM : PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5507                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
5508                 } else {
5509                         regs[BPF_REG_0].type =
5510                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5511                                 PTR_TO_BTF_ID : PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5512                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
5513                 }
5514         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
5515                 int ret_btf_id;
5516
5517                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5518                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5519                 ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
5520                 if (ret_btf_id == 0) {
5521                         verbose(env, "invalid return type %d of func %s#%d\n",
5522                                 fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5523                         return -EINVAL;
5524                 }
5525                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
5526         } else {
5527                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
5528                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5529                 return -EINVAL;
5530         }
5531
5532         if (reg_type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
5533                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5534
5535         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
5536                 /* For release_reference() */
5537                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
5538         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
5539                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
5540
5541                 if (id < 0)
5542                         return id;
5543                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
5544                 regs[BPF_REG_0].id = id;
5545                 /* For release_reference() */
5546                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
5547         }
5548
5549         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
5550
5551         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
5552         if (err)
5553                 return err;
5554
5555         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
5556              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
5557             !env->prog->has_callchain_buf) {
5558                 const char *err_str;
5559
5560 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
5561                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
5562                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
5563 #else
5564                 err = -ENOTSUPP;
5565                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
5566 #endif
5567                 if (err) {
5568                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
5569                         return err;
5570                 }
5571
5572                 env->prog->has_callchain_buf = true;
5573         }
5574
5575         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
5576                 env->prog->call_get_stack = true;
5577
5578         if (changes_data)
5579                 clear_all_pkt_pointers(env);
5580         return 0;
5581 }
5582
5583 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
5584 {
5585         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
5586         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
5587
5588         if (b < 0)
5589                 return res > a;
5590         return res < a;
5591 }
5592
5593 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
5594 {
5595         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
5596         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
5597
5598         if (b < 0)
5599                 return res > a;
5600         return res < a;
5601 }
5602
5603 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
5604 {
5605         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
5606         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
5607
5608         if (b < 0)
5609                 return res < a;
5610         return res > a;
5611 }
5612
5613 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
5614 {
5615         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
5616         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
5617
5618         if (b < 0)
5619                 return res < a;
5620         return res > a;
5621 }
5622
5623 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
5624                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5625                                   enum bpf_reg_type type)
5626 {
5627         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
5628         s64 val = reg->var_off.value;
5629         s64 smin = reg->smin_value;
5630
5631         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
5632                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
5633                         reg_type_str[type], val);
5634                 return false;
5635         }
5636
5637         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5638                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
5639                         reg_type_str[type], reg->off);
5640                 return false;
5641         }
5642
5643         if (smin == S64_MIN) {
5644                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
5645                         reg_type_str[type]);
5646                 return false;
5647         }
5648
5649         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5650                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
5651                         smin, reg_type_str[type]);
5652                 return false;
5653         }
5654
5655         return true;
5656 }
5657
5658 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
5659 {
5660         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
5661 }
5662
5663 enum {
5664         REASON_BOUNDS   = -1,
5665         REASON_TYPE     = -2,
5666         REASON_PATHS    = -3,
5667         REASON_LIMIT    = -4,
5668         REASON_STACK    = -5,
5669 };
5670
5671 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5672                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
5673 {
5674         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
5675
5676         switch (ptr_reg->type) {
5677         case PTR_TO_STACK:
5678                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
5679                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
5680                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
5681                  * currently prohibited for unprivileged.
5682                  */
5683                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
5684                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
5685                 break;
5686         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5687                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
5688                 ptr_limit = (mask_to_left ?
5689                              ptr_reg->smin_value :
5690                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
5691                 break;
5692         default:
5693                 return REASON_TYPE;
5694         }
5695
5696         if (ptr_limit >= max)
5697                 return REASON_LIMIT;
5698         *alu_limit = ptr_limit;
5699         return 0;
5700 }
5701
5702 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
5703                                     const struct bpf_insn *insn)
5704 {
5705         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
5706 }
5707
5708 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
5709                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
5710 {
5711         /* If we arrived here from different branches with different
5712          * state or limits to sanitize, then this won't work.
5713          */
5714         if (aux->alu_state &&
5715             (aux->alu_state != alu_state ||
5716              aux->alu_limit != alu_limit))
5717                 return REASON_PATHS;
5718
5719         /* Corresponding fixup done in fixup_bpf_calls(). */
5720         aux->alu_state = alu_state;
5721         aux->alu_limit = alu_limit;
5722         return 0;
5723 }
5724
5725 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5726                             struct bpf_insn *insn)
5727 {
5728         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5729
5730         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5731                 return 0;
5732
5733         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
5734 }
5735
5736 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
5737 {
5738         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
5739 }
5740
5741 struct bpf_sanitize_info {
5742         struct bpf_insn_aux_data aux;
5743         bool mask_to_left;
5744 };
5745
5746 static struct bpf_verifier_state *
5747 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
5748                           const struct bpf_insn *insn,
5749                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
5750 {
5751         struct bpf_verifier_state *branch;
5752         struct bpf_reg_state *regs;
5753
5754         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
5755         if (branch && insn) {
5756                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
5757                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
5758                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5759                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5760                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5761                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
5762                 }
5763         }
5764         return branch;
5765 }
5766
5767 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5768                             struct bpf_insn *insn,
5769                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5770                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
5771                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
5772                             struct bpf_sanitize_info *info,
5773                             const bool commit_window)
5774 {
5775         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
5776         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5777         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
5778         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
5779         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
5780         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5781         u32 alu_state, alu_limit;
5782         struct bpf_reg_state tmp;
5783         bool ret;
5784         int err;
5785
5786         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5787                 return 0;
5788
5789         /* We already marked aux for masking from non-speculative
5790          * paths, thus we got here in the first place. We only care
5791          * to explore bad access from here.
5792          */
5793         if (vstate->speculative)
5794                 goto do_sim;
5795
5796         if (!commit_window) {
5797                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
5798                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
5799                         return REASON_BOUNDS;
5800
5801                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
5802                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
5803         }
5804
5805         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
5806         if (err < 0)
5807                 return err;
5808
5809         if (commit_window) {
5810                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
5811                  * the observed pointer move after the simulated operation.
5812                  */
5813                 alu_state = info->aux.alu_state;
5814                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
5815         } else {
5816                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
5817                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
5818                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
5819                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
5820
5821                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
5822                  * potential masking differences from other program paths.
5823                  */
5824                 if (!off_is_imm)
5825                         env->explore_alu_limits = true;
5826         }
5827
5828         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
5829         if (err < 0)
5830                 return err;
5831 do_sim:
5832         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
5833          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
5834          * stack.
5835          *
5836          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
5837          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
5838          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
5839          */
5840         if (commit_window || off_is_imm)
5841                 return 0;
5842
5843         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
5844          * speculative execution from truncation as a result of
5845          * masking when off was not within expected range. If off
5846          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
5847          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
5848          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
5849          * and truncated reg-based in the other in order to explore
5850          * bad access.
5851          */
5852         if (!ptr_is_dst_reg) {
5853                 tmp = *dst_reg;
5854                 *dst_reg = *ptr_reg;
5855         }
5856         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
5857                                         env->insn_idx);
5858         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
5859                 *dst_reg = tmp;
5860         return !ret ? REASON_STACK : 0;
5861 }
5862
5863 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
5864 {
5865         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5866
5867         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
5868          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
5869          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
5870          * rewrite/sanitize them.
5871          */
5872         if (!vstate->speculative)
5873                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
5874 }
5875
5876 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
5877                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
5878                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
5879                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
5880 {
5881         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
5882         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
5883         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
5884
5885         switch (reason) {
5886         case REASON_BOUNDS:
5887                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
5888                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
5889                 break;
5890         case REASON_TYPE:
5891                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
5892                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
5893                 break;
5894         case REASON_PATHS:
5895                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
5896                         dst, op, err);
5897                 break;
5898         case REASON_LIMIT:
5899                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
5900                         dst, op, err);
5901                 break;
5902         case REASON_STACK:
5903                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
5904                         dst, err);
5905                 break;
5906         default:
5907                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
5908                         reason);
5909                 break;
5910         }
5911
5912         return -EACCES;
5913 }
5914
5915 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
5916  * have a variable offset.
5917  *
5918  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
5919  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
5920  * retrieve_ptr_limit().
5921  *
5922  *
5923  * 'off' includes 'reg->off'.
5924  */
5925 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
5926                                 struct bpf_verifier_env *env,
5927                                 int regno,
5928                                 const struct bpf_reg_state *reg,
5929                                 int off)
5930 {
5931         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5932                 char tn_buf[48];
5933
5934                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5935                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
5936                         regno, tn_buf, off);
5937                 return -EACCES;
5938         }
5939
5940         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
5941                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
5942                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
5943                 return -EACCES;
5944         }
5945
5946         return 0;
5947 }
5948
5949 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
5950                                  const struct bpf_insn *insn,
5951                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
5952 {
5953         u32 dst = insn->dst_reg;
5954
5955         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
5956          * in order to be able to sanitize access later on.
5957          */
5958         if (env->bypass_spec_v1)
5959                 return 0;
5960
5961         switch (dst_reg->type) {
5962         case PTR_TO_STACK:
5963                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
5964                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
5965                         return -EACCES;
5966                 break;
5967         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5968                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
5969                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
5970                                 "prohibited for !root\n", dst);
5971                         return -EACCES;
5972                 }
5973                 break;
5974         default:
5975                 break;
5976         }
5977
5978         return 0;
5979 }
5980
5981 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
5982  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
5983  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
5984  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
5985  */
5986 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
5987                                    struct bpf_insn *insn,
5988                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5989                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
5990 {
5991         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5992         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5993         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
5994         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
5995         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
5996             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
5997         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
5998             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
5999         struct bpf_sanitize_info info = {};
6000         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6001         u32 dst = insn->dst_reg;
6002         int ret;
6003
6004         dst_reg = &regs[dst];
6005
6006         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
6007             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
6008                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
6009                  * e.g. dead branches.
6010                  */
6011                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6012                 return 0;
6013         }
6014
6015         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
6016                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
6017                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
6018                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6019                         return 0;
6020                 }
6021
6022                 verbose(env,
6023                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
6024                         dst);
6025                 return -EACCES;
6026         }
6027
6028         switch (ptr_reg->type) {
6029         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
6030                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
6031                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
6032                 return -EACCES;
6033         case CONST_PTR_TO_MAP:
6034                 /* smin_val represents the known value */
6035                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
6036                         break;
6037                 fallthrough;
6038         case PTR_TO_PACKET_END:
6039         case PTR_TO_SOCKET:
6040         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
6041         case PTR_TO_TCP_SOCK:
6042         case PTR_TO_XDP_SOCK:
6043 reject:
6044                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
6045                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
6046                 return -EACCES;
6047         default:
6048                 if (reg_type_may_be_null(ptr_reg->type))
6049                         goto reject;
6050                 break;
6051         }
6052
6053         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
6054          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
6055          */
6056         dst_reg->type = ptr_reg->type;
6057         dst_reg->id = ptr_reg->id;
6058
6059         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
6060             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
6061                 return -EINVAL;
6062
6063         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
6064         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6065
6066         if (sanitize_needed(opcode)) {
6067                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
6068                                        &info, false);
6069                 if (ret < 0)
6070                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
6071         }
6072
6073         switch (opcode) {
6074         case BPF_ADD:
6075                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
6076                  * the s32 'off' field
6077                  */
6078                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
6079                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
6080                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
6081                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
6082                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
6083                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
6084                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
6085                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
6086                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
6087                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6088                         break;
6089                 }
6090                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
6091                  * == 0, since it's a scalar.
6092                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
6093                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
6094                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
6095                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
6096                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
6097                  * from ptr_reg.
6098                  */
6099                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
6100                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
6101                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6102                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6103                 } else {
6104                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
6105                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
6106                 }
6107                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
6108                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
6109                         dst_reg->umin_value = 0;
6110                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6111                 } else {
6112                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
6113                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
6114                 }
6115                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
6116                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
6117                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6118                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
6119                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
6120                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
6121                         dst_reg->raw = 0;
6122                 }
6123                 break;
6124         case BPF_SUB:
6125                 if (dst_reg == off_reg) {
6126                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
6127                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
6128                                 dst);
6129                         return -EACCES;
6130                 }
6131                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
6132                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
6133                  * be able to deal with it.
6134                  */
6135                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
6136                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
6137                                 dst);
6138                         return -EACCES;
6139                 }
6140                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
6141                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
6142                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
6143                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
6144                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
6145                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
6146                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
6147                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
6148                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
6149                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
6150                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6151                         break;
6152                 }
6153                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
6154                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
6155                  */
6156                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
6157                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
6158                         /* Overflow possible, we know nothing */
6159                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6160                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6161                 } else {
6162                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
6163                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
6164                 }
6165                 if (umin_ptr < umax_val) {
6166                         /* Overflow possible, we know nothing */
6167                         dst_reg->umin_value = 0;
6168                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6169                 } else {
6170                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
6171                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
6172                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
6173                 }
6174                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
6175                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
6176                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6177                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
6178                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
6179                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
6180                         if (smin_val < 0)
6181                                 dst_reg->raw = 0;
6182                 }
6183                 break;
6184         case BPF_AND:
6185         case BPF_OR:
6186         case BPF_XOR:
6187                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
6188                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
6189                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6190                 return -EACCES;
6191         default:
6192                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
6193                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
6194                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6195                 return -EACCES;
6196         }
6197
6198         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
6199                 return -EINVAL;
6200
6201         __update_reg_bounds(dst_reg);
6202         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
6203         __reg_bound_offset(dst_reg);
6204
6205         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
6206                 return -EACCES;
6207         if (sanitize_needed(opcode)) {
6208                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
6209                                        &info, true);
6210                 if (ret < 0)
6211                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
6212         }
6213
6214         return 0;
6215 }
6216
6217 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6218                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6219 {
6220         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6221         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
6222         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6223         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6224
6225         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
6226             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
6227                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6228                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6229         } else {
6230                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
6231                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
6232         }
6233         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
6234             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
6235                 dst_reg->u32_min_value = 0;
6236                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6237         } else {
6238                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
6239                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
6240         }
6241 }
6242
6243 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6244                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6245 {
6246         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6247         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
6248         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6249         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6250
6251         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
6252             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
6253                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6254                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6255         } else {
6256                 dst_reg->smin_value += smin_val;
6257                 dst_reg->smax_value += smax_val;
6258         }
6259         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
6260             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
6261                 dst_reg->umin_value = 0;
6262                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6263         } else {
6264                 dst_reg->umin_value += umin_val;
6265                 dst_reg->umax_value += umax_val;
6266         }
6267 }
6268
6269 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6270                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6271 {
6272         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6273         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
6274         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6275         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6276
6277         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
6278             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
6279                 /* Overflow possible, we know nothing */
6280                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6281                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6282         } else {
6283                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
6284                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
6285         }
6286         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
6287                 /* Overflow possible, we know nothing */
6288                 dst_reg->u32_min_value = 0;
6289                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6290         } else {
6291                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
6292                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
6293                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
6294         }
6295 }
6296
6297 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6298                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6299 {
6300         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6301         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
6302         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6303         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6304
6305         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
6306             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
6307                 /* Overflow possible, we know nothing */
6308                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6309                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6310         } else {
6311                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
6312                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
6313         }
6314         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
6315                 /* Overflow possible, we know nothing */
6316                 dst_reg->umin_value = 0;
6317                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6318         } else {
6319                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
6320                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
6321                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
6322         }
6323 }
6324
6325 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6326                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6327 {
6328         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6329         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6330         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6331
6332         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
6333                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
6334                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6335                 return;
6336         }
6337         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
6338          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
6339          */
6340         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
6341                 /* Potential overflow, we know nothing */
6342                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6343                 return;
6344         }
6345         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
6346         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
6347         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
6348                 /* Overflow possible, we know nothing */
6349                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6350                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6351         } else {
6352                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6353                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6354         }
6355 }
6356
6357 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6358                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6359 {
6360         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6361         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6362         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6363
6364         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
6365                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
6366                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6367                 return;
6368         }
6369         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
6370          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
6371          */
6372         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
6373                 /* Potential overflow, we know nothing */
6374                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6375                 return;
6376         }
6377         dst_reg->umin_value *= umin_val;
6378         dst_reg->umax_value *= umax_val;
6379         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
6380                 /* Overflow possible, we know nothing */
6381                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6382                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6383         } else {
6384                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6385                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6386         }
6387 }
6388
6389 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6390                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6391 {
6392         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6393         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6394         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6395         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6396         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6397
6398         if (src_known && dst_known) {
6399                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
6400                 return;
6401         }
6402
6403         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
6404          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
6405          */
6406         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
6407         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
6408         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
6409                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
6410                  * ain't nobody got time for that.
6411                  */
6412                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6413                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6414         } else {
6415                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
6416                  * cast result into s64.
6417                  */
6418                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6419                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6420         }
6421 }
6422
6423 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6424                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6425 {
6426         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6427         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6428         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6429         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6430
6431         if (src_known && dst_known) {
6432                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6433                 return;
6434         }
6435
6436         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
6437          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
6438          */
6439         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
6440         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
6441         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
6442                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
6443                  * ain't nobody got time for that.
6444                  */
6445                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6446                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6447         } else {
6448                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
6449                  * cast result into s64.
6450                  */
6451                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6452                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6453         }
6454         /* We may learn something more from the var_off */
6455         __update_reg_bounds(dst_reg);
6456 }
6457
6458 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6459                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
6460 {
6461         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6462         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6463         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6464         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6465         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6466
6467         if (src_known && dst_known) {
6468                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
6469                 return;
6470         }
6471
6472         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
6473          * maximum of the operands' minima
6474          */
6475         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
6476         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
6477         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
6478                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
6479                  * ain't nobody got time for that.
6480                  */
6481                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6482                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6483         } else {
6484                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
6485                  * cast result into s64.
6486                  */
6487                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6488                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6489         }
6490 }
6491
6492 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6493                               struct bpf_reg_state *src_reg)
6494 {
6495         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6496         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6497         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6498         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6499
6500         if (src_known && dst_known) {
6501                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6502                 return;
6503         }
6504
6505         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
6506          * maximum of the operands' minima
6507          */
6508         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
6509         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
6510         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
6511                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
6512                  * ain't nobody got time for that.
6513                  */
6514                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6515                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6516         } else {
6517                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
6518                  * cast result into s64.
6519                  */
6520                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6521                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6522         }
6523         /* We may learn something more from the var_off */
6524         __update_reg_bounds(dst_reg);
6525 }
6526
6527 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6528                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6529 {
6530         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6531         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6532         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6533         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6534
6535         if (src_known && dst_known) {
6536                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
6537                 return;
6538         }
6539
6540         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
6541         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
6542         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
6543
6544         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6545                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6546                  * so safe to cast u32 result into s32.
6547                  */
6548                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6549                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6550         } else {
6551                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6552                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6553         }
6554 }
6555
6556 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6557                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6558 {
6559         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6560         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6561         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6562
6563         if (src_known && dst_known) {
6564                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
6565                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6566                 return;
6567         }
6568
6569         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
6570         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
6571         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
6572
6573         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6574                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6575                  * so safe to cast u64 result into s64.
6576                  */
6577                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6578                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6579         } else {
6580                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6581                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6582         }
6583
6584         __update_reg_bounds(dst_reg);
6585 }
6586
6587 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6588                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6589 {
6590         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
6591          * up from var_off)
6592          */
6593         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6594         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6595         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6596         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
6597                 dst_reg->u32_min_value = 0;
6598                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6599         } else {
6600                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
6601                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
6602         }
6603 }
6604
6605 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6606                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6607 {
6608         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6609         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6610         /* u32 alu operation will zext upper bits */
6611         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6612
6613         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6614         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
6615         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
6616          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
6617          * if some path skips this step we are still safe.
6618          */
6619         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6620         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6621 }
6622
6623 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6624                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6625 {
6626         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
6627          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
6628          * positive we know this shift will also be positive so we can track
6629          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
6630          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
6631          * later to shifts of any length.
6632          */
6633         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
6634                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
6635         else
6636                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6637
6638         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
6639                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
6640         else
6641                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6642
6643         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6644         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
6645                 dst_reg->umin_value = 0;
6646                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6647         } else {
6648                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
6649                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
6650         }
6651 }
6652
6653 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6654                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6655 {
6656         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6657         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6658
6659         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
6660         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6661         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6662
6663         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6664         /* We may learn something more from the var_off */
6665         __update_reg_bounds(dst_reg);
6666 }
6667
6668 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6669                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6670 {
6671         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6672         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6673         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6674
6675         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6676          * be negative, then either:
6677          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6678          *    unknown, so we lose our signed bounds
6679          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6680          *    signed bounds
6681          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6682          *    about the result
6683          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6684          * unsigned bounts capture the signed bounds.
6685          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6686          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6687          * var_off of the result.
6688          */
6689         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6690         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6691
6692         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
6693         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
6694         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
6695
6696         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6697         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6698 }
6699
6700 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6701                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6702 {
6703         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6704         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6705
6706         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6707          * be negative, then either:
6708          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6709          *    unknown, so we lose our signed bounds
6710          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6711          *    signed bounds
6712          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6713          *    about the result
6714          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6715          * unsigned bounts capture the signed bounds.
6716          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6717          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6718          * var_off of the result.
6719          */
6720         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6721         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6722         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6723         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
6724         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
6725
6726         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6727          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
6728          * so we can recalculate later from tnum.
6729          */
6730         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6731         __update_reg_bounds(dst_reg);
6732 }
6733
6734 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6735                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
6736 {
6737         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6738
6739         /* Upon reaching here, src_known is true and
6740          * umax_val is equal to umin_val.
6741          */
6742         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
6743         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
6744
6745         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
6746
6747         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6748          * dst_reg var_off to refine the result.
6749          */
6750         dst_reg->u32_min_value = 0;
6751         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6752
6753         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6754         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6755 }
6756
6757 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6758                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
6759 {
6760         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6761
6762         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
6763          * to umin_val.
6764          */
6765         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
6766         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
6767
6768         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
6769
6770         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6771          * dst_reg var_off to refine the result.
6772          */
6773         dst_reg->umin_value = 0;
6774         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6775
6776         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6777          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
6778          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
6779          */
6780         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6781         __update_reg_bounds(dst_reg);
6782 }
6783
6784 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
6785  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
6786  * need extra checks in the 32-bit case.
6787  */
6788 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6789                                       struct bpf_insn *insn,
6790                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
6791                                       struct bpf_reg_state src_reg)
6792 {
6793         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6794         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6795         bool src_known;
6796         s64 smin_val, smax_val;
6797         u64 umin_val, umax_val;
6798         s32 s32_min_val, s32_max_val;
6799         u32 u32_min_val, u32_max_val;
6800         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
6801         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
6802         int ret;
6803
6804         smin_val = src_reg.smin_value;
6805         smax_val = src_reg.smax_value;
6806         umin_val = src_reg.umin_value;
6807         umax_val = src_reg.umax_value;
6808
6809         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
6810         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
6811         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
6812         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
6813
6814         if (alu32) {
6815                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
6816                 if ((src_known &&
6817                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
6818                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
6819                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6820                          * derived from e.g. dead branches.
6821                          */
6822                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6823                         return 0;
6824                 }
6825         } else {
6826                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
6827                 if ((src_known &&
6828                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
6829                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
6830                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6831                          * derived from e.g. dead branches.
6832                          */
6833                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6834                         return 0;
6835                 }
6836         }
6837
6838         if (!src_known &&
6839             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
6840                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6841                 return 0;
6842         }
6843
6844         if (sanitize_needed(opcode)) {
6845                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6846                 if (ret < 0)
6847                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
6848         }
6849
6850         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
6851          * There are two classes of instructions: The first class we track both
6852          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
6853          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
6854          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
6855          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
6856          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
6857          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
6858          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
6859          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
6860          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
6861          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
6862          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
6863          */
6864         switch (opcode) {
6865         case BPF_ADD:
6866                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6867                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6868                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6869                 break;
6870         case BPF_SUB:
6871                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6872                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6873                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6874                 break;
6875         case BPF_MUL:
6876                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6877                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6878                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6879                 break;
6880         case BPF_AND:
6881                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6882                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6883                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6884                 break;
6885         case BPF_OR:
6886                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6887                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6888                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6889                 break;
6890         case BPF_XOR:
6891                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6892                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6893                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6894                 break;
6895         case BPF_LSH:
6896                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6897                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6898                          * This includes shifts by a negative number.
6899                          */
6900                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6901                         break;
6902                 }
6903                 if (alu32)
6904                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6905                 else
6906                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6907                 break;
6908         case BPF_RSH:
6909                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6910                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6911                          * This includes shifts by a negative number.
6912                          */
6913                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6914                         break;
6915                 }
6916                 if (alu32)
6917                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6918                 else
6919                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6920                 break;
6921         case BPF_ARSH:
6922                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6923                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6924                          * This includes shifts by a negative number.
6925                          */
6926                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6927                         break;
6928                 }
6929                 if (alu32)
6930                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6931                 else
6932                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6933                 break;
6934         default:
6935                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6936                 break;
6937         }
6938
6939         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
6940         if (alu32)
6941                 zext_32_to_64(dst_reg);
6942
6943         __update_reg_bounds(dst_reg);
6944         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
6945         __reg_bound_offset(dst_reg);
6946         return 0;
6947 }
6948
6949 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
6950  * and var_off.
6951  */
6952 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6953                                    struct bpf_insn *insn)
6954 {
6955         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6956         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6957         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
6958         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
6959         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6960         int err;
6961
6962         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
6963         src_reg = NULL;
6964         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
6965                 ptr_reg = dst_reg;
6966         else
6967                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
6968                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
6969                  */
6970                 dst_reg->id = 0;
6971         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6972                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
6973                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6974                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6975                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
6976                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
6977                                  * pointer subtraction
6978                                  */
6979                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
6980                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6981                                         return 0;
6982                                 }
6983                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
6984                                         insn->dst_reg,
6985                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6986                                 return -EACCES;
6987                         } else {
6988                                 /* scalar += pointer
6989                                  * This is legal, but we have to reverse our
6990                                  * src/dest handling in computing the range
6991                                  */
6992                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
6993                                 if (err)
6994                                         return err;
6995                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6996                                                                src_reg, dst_reg);
6997                         }
6998                 } else if (ptr_reg) {
6999                         /* pointer += scalar */
7000                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
7001                         if (err)
7002                                 return err;
7003                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
7004                                                        dst_reg, src_reg);
7005                 }
7006         } else {
7007                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
7008                  * need to be able to read from this state.
7009                  */
7010                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
7011                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
7012                 src_reg = &off_reg;
7013                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
7014                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
7015                                                        ptr_reg, src_reg);
7016         }
7017
7018         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
7019         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
7020                 print_verifier_state(env, state);
7021                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
7022                 return -EINVAL;
7023         }
7024         if (WARN_ON(!src_reg)) {
7025                 print_verifier_state(env, state);
7026                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
7027                 return -EINVAL;
7028         }
7029         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
7030 }
7031
7032 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
7033 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7034 {
7035         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7036         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7037         int err;
7038
7039         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
7040                 if (opcode == BPF_NEG) {
7041                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
7042                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
7043                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
7044                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
7045                                 return -EINVAL;
7046                         }
7047                 } else {
7048                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
7049                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
7050                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
7051                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
7052                                 return -EINVAL;
7053                         }
7054                 }
7055
7056                 /* check src operand */
7057                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7058                 if (err)
7059                         return err;
7060
7061                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
7062                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
7063                                 insn->dst_reg);
7064                         return -EACCES;
7065                 }
7066
7067                 /* check dest operand */
7068                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
7069                 if (err)
7070                         return err;
7071
7072         } else if (opcode == BPF_MOV) {
7073
7074                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7075                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
7076                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
7077                                 return -EINVAL;
7078                         }
7079
7080                         /* check src operand */
7081                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7082                         if (err)
7083                                 return err;
7084                 } else {
7085                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
7086                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
7087                                 return -EINVAL;
7088                         }
7089                 }
7090
7091                 /* check dest operand, mark as required later */
7092                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
7093                 if (err)
7094                         return err;
7095
7096                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7097                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
7098                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
7099
7100                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
7101                                 /* case: R1 = R2
7102                                  * copy register state to dest reg
7103                                  */
7104                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
7105                                         /* Assign src and dst registers the same ID
7106                                          * that will be used by find_equal_scalars()
7107                                          * to propagate min/max range.
7108                                          */
7109                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
7110                                 *dst_reg = *src_reg;
7111                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7112                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7113                         } else {
7114                                 /* R1 = (u32) R2 */
7115                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7116                                         verbose(env,
7117                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
7118                                                 insn->src_reg);
7119                                         return -EACCES;
7120                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7121                                         *dst_reg = *src_reg;
7122                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
7123                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
7124                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
7125                                          */
7126                                         dst_reg->id = 0;
7127                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7128                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
7129                                 } else {
7130                                         mark_reg_unknown(env, regs,
7131                                                          insn->dst_reg);
7132                                 }
7133                                 zext_32_to_64(dst_reg);
7134
7135                                 __update_reg_bounds(dst_reg);
7136                                 __reg_deduce_bounds(dst_reg);
7137                                 __reg_bound_offset(dst_reg);
7138                         }
7139                 } else {
7140                         /* case: R = imm
7141                          * remember the value we stored into this reg
7142                          */
7143                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
7144                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7145                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
7146                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
7147                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
7148                                                  insn->imm);
7149                         } else {
7150                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
7151                                                  (u32)insn->imm);
7152                         }
7153                 }
7154
7155         } else if (opcode > BPF_END) {
7156                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
7157                 return -EINVAL;
7158
7159         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
7160
7161                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7162                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
7163                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
7164                                 return -EINVAL;
7165                         }
7166                         /* check src1 operand */
7167                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7168                         if (err)
7169                                 return err;
7170                 } else {
7171                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
7172                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
7173                                 return -EINVAL;
7174                         }
7175                 }
7176
7177                 /* check src2 operand */
7178                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7179                 if (err)
7180                         return err;
7181
7182                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
7183                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
7184                         verbose(env, "div by zero\n");
7185                         return -EINVAL;
7186                 }
7187
7188                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
7189                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7190                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
7191
7192                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
7193                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
7194                                 return -EINVAL;
7195                         }
7196                 }
7197
7198                 /* check dest operand */
7199                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
7200                 if (err)
7201                         return err;
7202
7203                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
7204         }
7205
7206         return 0;
7207 }
7208
7209 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
7210                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
7211                                      enum bpf_reg_type type, u16 new_range)
7212 {
7213         struct bpf_reg_state *reg;
7214         int i;
7215
7216         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
7217                 reg = &state->regs[i];
7218                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
7219                         /* keep the maximum range already checked */
7220                         reg->range = max(reg->range, new_range);
7221         }
7222
7223         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
7224                 if (!reg)
7225                         continue;
7226                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
7227                         reg->range = max(reg->range, new_range);
7228         }
7229 }
7230
7231 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
7232                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
7233                                    enum bpf_reg_type type,
7234                                    bool range_right_open)
7235 {
7236         u16 new_range;
7237         int i;
7238
7239         if (dst_reg->off < 0 ||
7240             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
7241                 /* This doesn't give us any range */
7242                 return;
7243
7244         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
7245             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
7246                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
7247                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
7248                  */
7249                 return;
7250
7251         new_range = dst_reg->off;
7252         if (range_right_open)
7253                 new_range++;
7254
7255         /* Examples for register markings:
7256          *
7257          * pkt_data in dst register:
7258          *
7259          *   r2 = r3;
7260          *   r2 += 8;
7261          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
7262          *   <access okay>
7263          *
7264          *   r2 = r3;
7265          *   r2 += 8;
7266          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
7267          *   <handle exception>
7268          *
7269          *   Where:
7270          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
7271          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
7272          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
7273          *
7274          * pkt_data in src register:
7275          *
7276          *   r2 = r3;
7277          *   r2 += 8;
7278          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
7279          *   <handle exception>
7280          *
7281          *   r2 = r3;
7282          *   r2 += 8;
7283          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
7284          *   <access okay>
7285          *
7286          *   Where:
7287          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
7288          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
7289          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
7290          *
7291          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
7292          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
7293          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
7294          * the check.
7295          */
7296
7297         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
7298          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
7299          * the range won't allow anything.
7300          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
7301          */
7302         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
7303                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
7304                                          new_range);
7305 }
7306
7307 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
7308 {
7309         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
7310         s32 sval = (s32)val;
7311
7312         switch (opcode) {
7313         case BPF_JEQ:
7314                 if (tnum_is_const(subreg))
7315                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
7316                 break;
7317         case BPF_JNE:
7318                 if (tnum_is_const(subreg))
7319                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
7320                 break;
7321         case BPF_JSET:
7322                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
7323                         return 1;
7324                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
7325                         return 0;
7326                 break;
7327         case BPF_JGT:
7328                 if (reg->u32_min_value > val)
7329                         return 1;
7330                 else if (reg->u32_max_value <= val)
7331                         return 0;
7332                 break;
7333         case BPF_JSGT:
7334                 if (reg->s32_min_value > sval)
7335                         return 1;
7336                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
7337                         return 0;
7338                 break;
7339         case BPF_JLT:
7340                 if (reg->u32_max_value < val)
7341                         return 1;
7342                 else if (reg->u32_min_value >= val)
7343                         return 0;
7344                 break;
7345         case BPF_JSLT:
7346                 if (reg->s32_max_value < sval)
7347                         return 1;
7348                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
7349                         return 0;
7350                 break;
7351         case BPF_JGE:
7352                 if (reg->u32_min_value >= val)
7353                         return 1;
7354                 else if (reg->u32_max_value < val)
7355                         return 0;
7356                 break;
7357         case BPF_JSGE:
7358                 if (reg->s32_min_value >= sval)
7359                         return 1;
7360                 else if (reg->s32_max_value < sval)
7361                         return 0;
7362                 break;
7363         case BPF_JLE:
7364                 if (reg->u32_max_value <= val)
7365                         return 1;
7366                 else if (reg->u32_min_value > val)
7367                         return 0;
7368                 break;
7369         case BPF_JSLE:
7370                 if (reg->s32_max_value <= sval)
7371                         return 1;
7372                 else if (reg->s32_min_value > sval)
7373                         return 0;
7374                 break;
7375         }
7376
7377         return -1;
7378 }
7379
7380
7381 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
7382 {
7383         s64 sval = (s64)val;
7384
7385         switch (opcode) {
7386         case BPF_JEQ:
7387                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
7388                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
7389                 break;
7390         case BPF_JNE:
7391                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
7392                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
7393                 break;
7394         case BPF_JSET:
7395                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
7396                         return 1;
7397                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
7398                         return 0;
7399                 break;
7400         case BPF_JGT:
7401                 if (reg->umin_value > val)
7402                         return 1;
7403                 else if (reg->umax_value <= val)
7404                         return 0;
7405                 break;
7406         case BPF_JSGT:
7407                 if (reg->smin_value > sval)
7408                         return 1;
7409                 else if (reg->smax_value <= sval)
7410                         return 0;
7411                 break;
7412         case BPF_JLT:
7413                 if (reg->umax_value < val)
7414                         return 1;
7415                 else if (reg->umin_value >= val)
7416                         return 0;
7417                 break;
7418         case BPF_JSLT:
7419                 if (reg->smax_value < sval)
7420                         return 1;
7421                 else if (reg->smin_value >= sval)
7422                         return 0;
7423                 break;
7424         case BPF_JGE:
7425                 if (reg->umin_value >= val)
7426                         return 1;
7427                 else if (reg->umax_value < val)
7428                         return 0;
7429                 break;
7430         case BPF_JSGE:
7431                 if (reg->smin_value >= sval)
7432                         return 1;
7433                 else if (reg->smax_value < sval)
7434                         return 0;
7435                 break;
7436         case BPF_JLE:
7437                 if (reg->umax_value <= val)
7438                         return 1;
7439                 else if (reg->umin_value > val)
7440                         return 0;
7441                 break;
7442         case BPF_JSLE:
7443                 if (reg->smax_value <= sval)
7444                         return 1;
7445                 else if (reg->smin_value > sval)
7446                         return 0;
7447                 break;
7448         }
7449
7450         return -1;
7451 }
7452
7453 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
7454  * and return:
7455  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
7456  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
7457  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
7458  *      range [0,10]
7459  */
7460 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
7461                            bool is_jmp32)
7462 {
7463         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
7464                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
7465                         return -1;
7466
7467                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
7468                  * use this to direct branch taken.
7469                  */
7470                 if (val != 0)
7471                         return -1;
7472
7473                 switch (opcode) {
7474                 case BPF_JEQ:
7475                         return 0;
7476                 case BPF_JNE:
7477                         return 1;
7478                 default:
7479                         return -1;
7480                 }
7481         }
7482
7483         if (is_jmp32)
7484                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
7485         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
7486 }
7487
7488 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
7489  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
7490  * simply doing a BPF_K check.
7491  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
7492  */
7493 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
7494                             struct bpf_reg_state *false_reg,
7495                             u64 val, u32 val32,
7496                             u8 opcode, bool is_jmp32)
7497 {
7498         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
7499         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
7500         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
7501         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
7502         s64 sval = (s64)val;
7503         s32 sval32 = (s32)val32;
7504
7505         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
7506          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
7507          * the same object, but we don't bother with that.
7508          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
7509          * only need to check one of them for pointerness.
7510          */
7511         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
7512                 return;
7513
7514         switch (opcode) {
7515         case BPF_JEQ:
7516         case BPF_JNE:
7517         {
7518                 struct bpf_reg_state *reg =
7519                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
7520
7521                 /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
7522                  * r1 = r2;
7523                  * if (r1 == 42) goto label;
7524                  * ...
7525                  * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
7526                  *
7527                  * Hence when marking register as known preserve it's ID.
7528                  */
7529                 if (is_jmp32)
7530                         __mark_reg32_known(reg, val32);
7531                 else
7532                         ___mark_reg_known(reg, val);
7533                 break;
7534         }
7535         case BPF_JSET:
7536                 if (is_jmp32) {
7537                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
7538                         if (is_power_of_2(val32))
7539                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
7540                                                      tnum_const(val32));
7541                 } else {
7542                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
7543                         if (is_power_of_2(val))
7544                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
7545                                                      tnum_const(val));
7546                 }
7547                 break;
7548         case BPF_JGE:
7549         case BPF_JGT:
7550         {
7551                 if (is_jmp32) {
7552                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
7553                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
7554
7555                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
7556                                                        false_umax);
7557                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
7558                                                       true_umin);
7559                 } else {
7560                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
7561                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
7562
7563                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
7564                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
7565                 }
7566                 break;
7567         }
7568         case BPF_JSGE:
7569         case BPF_JSGT:
7570         {
7571                 if (is_jmp32) {
7572                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
7573                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
7574
7575                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
7576                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
7577                 } else {
7578                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
7579                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
7580
7581                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
7582                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
7583                 }
7584                 break;
7585         }
7586         case BPF_JLE:
7587         case BPF_JLT:
7588         {
7589                 if (is_jmp32) {
7590                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
7591                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
7592
7593                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
7594                                                        false_umin);
7595                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
7596                                                       true_umax);
7597                 } else {
7598                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
7599                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
7600
7601                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
7602                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
7603                 }
7604                 break;
7605         }
7606         case BPF_JSLE:
7607         case BPF_JSLT:
7608         {
7609                 if (is_jmp32) {
7610                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
7611                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
7612
7613                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
7614                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
7615                 } else {
7616                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
7617                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
7618
7619                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
7620                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
7621                 }
7622                 break;
7623         }
7624         default:
7625                 return;
7626         }
7627
7628         if (is_jmp32) {
7629                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
7630                                              tnum_subreg(false_32off));
7631                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
7632                                             tnum_subreg(true_32off));
7633                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
7634                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
7635         } else {
7636                 false_reg->var_off = false_64off;
7637                 true_reg->var_off = true_64off;
7638                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
7639                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
7640         }
7641 }
7642
7643 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
7644  * the variable reg.
7645  */
7646 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
7647                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
7648                                 u64 val, u32 val32,
7649                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
7650 {
7651         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
7652         static const u8 opcode_flip[16] = {
7653                 /* these stay the same */
7654                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
7655                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
7656                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
7657                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
7658                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
7659                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
7660                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
7661                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
7662                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
7663                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
7664                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
7665                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
7666         };
7667         opcode = opcode_flip[opcode >> 4];
7668         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
7669          * BPF_JA, can't get here.
7670          */
7671         if (opcode)
7672                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
7673 }
7674
7675 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
7676 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
7677                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
7678 {
7679         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
7680                                                         dst_reg->umin_value);
7681         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
7682                                                         dst_reg->umax_value);
7683         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
7684                                                         dst_reg->smin_value);
7685         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
7686                                                         dst_reg->smax_value);
7687         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
7688                                                              dst_reg->var_off);
7689         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
7690         __update_reg_bounds(src_reg);
7691         __update_reg_bounds(dst_reg);
7692         /* We might have learned something about the sign bit. */
7693         __reg_deduce_bounds(src_reg);
7694         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
7695         /* We might have learned some bits from the bounds. */
7696         __reg_bound_offset(src_reg);
7697         __reg_bound_offset(dst_reg);
7698         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
7699          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
7700          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
7701          */
7702         __update_reg_bounds(src_reg);
7703         __update_reg_bounds(dst_reg);
7704 }
7705
7706 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
7707                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
7708                                 struct bpf_reg_state *false_src,
7709                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
7710                                 u8 opcode)
7711 {
7712         switch (opcode) {
7713         case BPF_JEQ:
7714                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
7715                 break;
7716         case BPF_JNE:
7717                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
7718                 break;
7719         }
7720 }
7721
7722 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
7723                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
7724                                  bool is_null)
7725 {
7726         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
7727             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
7728                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
7729                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
7730                                  reg->off)) {
7731                         /* Old offset (both fixed and variable parts) should
7732                          * have been known-zero, because we don't allow pointer
7733                          * arithmetic on pointers that might be NULL. If we
7734                          * see this happening, don't convert the register.
7735                          */
7736                         return;
7737                 }
7738                 if (is_null) {
7739                         reg->type = SCALAR_VALUE;
7740                 } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
7741                         const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7742
7743                         if (map->inner_map_meta) {
7744                                 reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
7745                                 reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
7746                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
7747                                 reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
7748                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
7749                                    map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
7750                                 reg->type = PTR_TO_SOCKET;
7751                         } else {
7752                                 reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7753                         }
7754                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
7755                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
7756                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
7757                         reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
7758                 } else if (reg->type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
7759                         reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
7760                 } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
7761                         reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
7762                 } else if (reg->type == PTR_TO_MEM_OR_NULL) {
7763                         reg->type = PTR_TO_MEM;
7764                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL) {
7765                         reg->type = PTR_TO_RDONLY_BUF;
7766                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL) {
7767                         reg->type = PTR_TO_RDWR_BUF;
7768                 }
7769                 if (is_null) {
7770                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
7771                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
7772                          * so that state pruning has chances to take effect.
7773                          */
7774                         reg->id = 0;
7775                         reg->ref_obj_id = 0;
7776                 } else if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
7777                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
7778                          * in release_reg_references().
7779                          *
7780                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
7781                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
7782                          */
7783                         reg->id = 0;
7784                 }
7785         }
7786 }
7787
7788 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
7789                                     bool is_null)
7790 {
7791         struct bpf_reg_state *reg;
7792         int i;
7793
7794         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7795                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
7796
7797         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
7798                 if (!reg)
7799                         continue;
7800                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
7801         }
7802 }
7803
7804 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
7805  * be folded together at some point.
7806  */
7807 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
7808                                   bool is_null)
7809 {
7810         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
7811         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
7812         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
7813         u32 id = regs[regno].id;
7814         int i;
7815
7816         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
7817                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
7818                  * No one could have freed the reference state before
7819                  * doing the NULL check.
7820                  */
7821                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
7822
7823         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
7824                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
7825 }
7826
7827 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
7828                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
7829                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
7830                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
7831                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
7832 {
7833         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
7834                 return false;
7835
7836         /* Pointers are always 64-bit. */
7837         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
7838                 return false;
7839
7840         switch (BPF_OP(insn->code)) {
7841         case BPF_JGT:
7842                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7843                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7844                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7845                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7846                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
7847                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7848                                                dst_reg->type, false);
7849                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7850                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7851                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7852                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7853                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7854                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7855                                                src_reg->type, true);
7856                 } else {
7857                         return false;
7858                 }
7859                 break;
7860         case BPF_JLT:
7861                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7862                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7863                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7864                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7865                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
7866                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7867                                                dst_reg->type, true);
7868                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7869                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7870                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7871                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7872                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7873                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7874                                                src_reg->type, false);
7875                 } else {
7876                         return false;
7877                 }
7878                 break;
7879         case BPF_JGE:
7880                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7881                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7882                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7883                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7884                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
7885                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7886                                                dst_reg->type, true);
7887                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7888                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7889                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7890                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7891                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
7892                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7893                                                src_reg->type, false);
7894                 } else {
7895                         return false;
7896                 }
7897                 break;
7898         case BPF_JLE:
7899                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7900                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7901                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7902                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7903                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
7904                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7905                                                dst_reg->type, false);
7906                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7907                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7908                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7909                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7910                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
7911                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7912                                                src_reg->type, true);
7913                 } else {
7914                         return false;
7915                 }
7916                 break;
7917         default:
7918                 return false;
7919         }
7920
7921         return true;
7922 }
7923
7924 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
7925                                struct bpf_reg_state *known_reg)
7926 {
7927         struct bpf_func_state *state;
7928         struct bpf_reg_state *reg;
7929         int i, j;
7930
7931         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++) {
7932                 state = vstate->frame[i];
7933                 for (j = 0; j < MAX_BPF_REG; j++) {
7934                         reg = &state->regs[j];
7935                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7936                                 *reg = *known_reg;
7937                 }
7938
7939                 bpf_for_each_spilled_reg(j, state, reg) {
7940                         if (!reg)
7941                                 continue;
7942                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7943                                 *reg = *known_reg;
7944                 }
7945         }
7946 }
7947
7948 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
7949                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
7950 {
7951         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
7952         struct bpf_verifier_state *other_branch;
7953         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
7954         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
7955         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7956         bool is_jmp32;
7957         int pred = -1;
7958         int err;
7959
7960         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
7961         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
7962                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
7963                 return -EINVAL;
7964         }
7965
7966         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7967                 if (insn->imm != 0) {
7968                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7969                         return -EINVAL;
7970                 }
7971
7972                 /* check src1 operand */
7973                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7974                 if (err)
7975                         return err;
7976
7977                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7978                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
7979                                 insn->src_reg);
7980                         return -EACCES;
7981                 }
7982                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
7983         } else {
7984                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
7985                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7986                         return -EINVAL;
7987                 }
7988         }
7989
7990         /* check src2 operand */
7991         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7992         if (err)
7993                 return err;
7994
7995         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7996         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
7997
7998         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7999                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
8000         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
8001                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
8002                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
8003                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
8004                                        opcode,
8005                                        is_jmp32);
8006         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
8007                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
8008                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
8009                                        src_reg->var_off.value,
8010                                        opcode,
8011                                        is_jmp32);
8012         }
8013
8014         if (pred >= 0) {
8015                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
8016                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
8017                  */
8018                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
8019                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
8020                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err)
8021                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
8022                 if (err)
8023                         return err;
8024         }
8025
8026         if (pred == 1) {
8027                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
8028                  * the fall-through branch for simulation under speculative
8029                  * execution.
8030                  */
8031                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
8032                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
8033                                                *insn_idx))
8034                         return -EFAULT;
8035                 *insn_idx += insn->off;
8036                 return 0;
8037         } else if (pred == 0) {
8038                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
8039                  * program will go. If needed, push the goto branch for
8040                  * simulation under speculative execution.
8041                  */
8042                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
8043                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
8044                                                *insn_idx + insn->off + 1,
8045                                                *insn_idx))
8046                         return -EFAULT;
8047                 return 0;
8048         }
8049
8050         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
8051                                   false);
8052         if (!other_branch)
8053                 return -EFAULT;
8054         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
8055
8056         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
8057          * our min/max values for our dst register.
8058          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
8059          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
8060          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
8061          * comparable.
8062          */
8063         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8064                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
8065
8066                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
8067                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
8068                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
8069                             (is_jmp32 &&
8070                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
8071                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
8072                                                 dst_reg,
8073                                                 src_reg->var_off.value,
8074                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
8075                                                 opcode, is_jmp32);
8076                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
8077                                  (is_jmp32 &&
8078                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
8079                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
8080                                                     src_reg,
8081                                                     dst_reg->var_off.value,
8082                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
8083                                                     opcode, is_jmp32);
8084                         else if (!is_jmp32 &&
8085                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
8086                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
8087                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
8088                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
8089                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
8090                         if (src_reg->id &&
8091                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
8092                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
8093                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
8094                         }
8095
8096                 }
8097         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
8098                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
8099                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
8100                                         opcode, is_jmp32);
8101         }
8102
8103         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
8104             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
8105                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
8106                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
8107         }
8108
8109         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
8110          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
8111          *       which will never be JMP32.
8112          */
8113         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
8114             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
8115             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
8116                 /* Mark all identical registers in each branch as either
8117                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
8118                  */
8119                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
8120                                       opcode == BPF_JNE);
8121                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
8122                                       opcode == BPF_JEQ);
8123         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
8124                                            this_branch, other_branch) &&
8125                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
8126                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
8127                         insn->dst_reg);
8128                 return -EACCES;
8129         }
8130         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8131                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
8132         return 0;
8133 }
8134
8135 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
8136 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
8137 {
8138         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
8139         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8140         struct bpf_reg_state *dst_reg;
8141         struct bpf_map *map;
8142         int err;
8143
8144         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
8145                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
8146                 return -EINVAL;
8147         }
8148         if (insn->off != 0) {
8149                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
8150                 return -EINVAL;
8151         }
8152
8153         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
8154         if (err)
8155                 return err;
8156
8157         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
8158         if (insn->src_reg == 0) {
8159                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
8160
8161                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
8162                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
8163                 return 0;
8164         }
8165
8166         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
8167                 mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
8168
8169                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
8170                 switch (dst_reg->type) {
8171                 case PTR_TO_MEM:
8172                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
8173                         break;
8174                 case PTR_TO_BTF_ID:
8175                 case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8176                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
8177                         break;
8178                 default:
8179                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8180                         return -EFAULT;
8181                 }
8182                 return 0;
8183         }
8184
8185         map = env->used_maps[aux->map_index];
8186         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
8187         dst_reg->map_ptr = map;
8188
8189         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) {
8190                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8191                 dst_reg->off = aux->map_off;
8192                 if (map_value_has_spin_lock(map))
8193                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8194         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
8195                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
8196         } else {
8197                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8198                 return -EINVAL;
8199         }
8200
8201         return 0;
8202 }
8203
8204 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
8205 {
8206         switch (type) {
8207         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8208         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8209         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8210                 return true;
8211         default:
8212                 return false;
8213         }
8214 }
8215
8216 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
8217  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
8218  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
8219  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
8220  *
8221  * Implicit input:
8222  *   ctx == skb == R6 == CTX
8223  *
8224  * Explicit input:
8225  *   SRC == any register
8226  *   IMM == 32-bit immediate
8227  *
8228  * Output:
8229  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
8230  */
8231 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
8232 {
8233         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8234         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
8235         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
8236         int i, err;
8237
8238         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
8239                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
8240                 return -EINVAL;
8241         }
8242
8243         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
8244                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8245                 return -EINVAL;
8246         }
8247
8248         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
8249             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
8250             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
8251                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
8252                 return -EINVAL;
8253         }
8254
8255         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
8256         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
8257         if (err)
8258                 return err;
8259
8260         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
8261          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
8262          * reference leak.
8263          */
8264         err = check_reference_leak(env);
8265         if (err) {
8266                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
8267                 return err;
8268         }
8269
8270         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
8271                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
8272                 return -EINVAL;
8273         }
8274
8275         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
8276                 verbose(env,
8277                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
8278                 return -EINVAL;
8279         }
8280
8281         if (mode == BPF_IND) {
8282                 /* check explicit source operand */
8283                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
8284                 if (err)
8285                         return err;
8286         }
8287
8288         err = check_ctx_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
8289         if (err < 0)
8290                 return err;
8291
8292         /* reset caller saved regs to unreadable */
8293         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8294                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8295                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8296         }
8297
8298         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
8299          * the value fetched from the packet.
8300          * Already marked as written above.
8301          */
8302         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
8303         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
8304         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
8305         return 0;
8306 }
8307
8308 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
8309 {
8310         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
8311         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
8312         struct bpf_reg_state *reg;
8313         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
8314         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
8315         int err;
8316         const bool is_subprog = env->cur_state->frame[0]->subprogno;
8317
8318         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
8319         if (!is_subprog &&
8320             (prog_type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
8321              prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
8322             !prog->aux->attach_func_proto->type)
8323                 return 0;
8324
8325         /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
8326          * to return the value from eBPF program.
8327          * Make sure that it's readable at this time
8328          * of bpf_exit, which means that program wrote
8329          * something into it earlier
8330          */
8331         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
8332         if (err)
8333                 return err;
8334
8335         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
8336                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
8337                 return -EACCES;
8338         }
8339
8340         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
8341         if (is_subprog) {
8342                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
8343                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
8344                                 reg_type_str[reg->type]);
8345                         return -EINVAL;
8346                 }
8347                 return 0;
8348         }
8349
8350         switch (prog_type) {
8351         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
8352                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
8353                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
8354                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
8355                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
8356                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
8357                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
8358                         range = tnum_range(1, 1);
8359                 break;
8360         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
8361                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
8362                         range = tnum_range(0, 3);
8363                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
8364                 }
8365                 break;
8366         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
8367         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
8368         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
8369         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
8370         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
8371                 break;
8372         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
8373                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
8374                         return 0;
8375                 range = tnum_const(0);
8376                 break;
8377         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8378                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
8379                 case BPF_TRACE_FENTRY:
8380                 case BPF_TRACE_FEXIT:
8381                         range = tnum_const(0);
8382                         break;
8383                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
8384                 case BPF_MODIFY_RETURN:
8385                         return 0;
8386                 case BPF_TRACE_ITER:
8387                         break;
8388                 default:
8389                         return -ENOTSUPP;
8390                 }
8391                 break;
8392         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8393                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
8394                 break;
8395         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
8396                 /* freplace program can return anything as its return value
8397                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
8398                  */
8399         default:
8400                 return 0;
8401         }
8402
8403         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
8404                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
8405                         reg_type_str[reg->type]);
8406                 return -EINVAL;
8407         }
8408
8409         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
8410                 char tn_buf[48];
8411
8412                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
8413                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
8414                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
8415                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
8416                 } else {
8417                         verbose(env, "has unknown scalar value");
8418                 }
8419                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), range);
8420                 verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
8421                 return -EINVAL;
8422         }
8423
8424         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
8425             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
8426                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
8427         return 0;
8428 }
8429
8430 /* non-recursive DFS pseudo code
8431  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
8432  * 2      label v as discovered
8433  * 3      let S be a stack
8434  * 4      S.push(v)
8435  * 5      while S is not empty
8436  * 6            t <- S.pop()
8437  * 7            if t is what we're looking for:
8438  * 8                return t
8439  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
8440  * 10               if edge e is already labelled
8441  * 11                   continue with the next edge
8442  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
8443  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
8444  * 14                   label e as tree-edge
8445  * 15                   label w as discovered
8446  * 16                   S.push(w)
8447  * 17                   continue at 5
8448  * 18               else if vertex w is discovered
8449  * 19                   label e as back-edge
8450  * 20               else
8451  * 21                   // vertex w is explored
8452  * 22                   label e as forward- or cross-edge
8453  * 23           label t as explored
8454  * 24           S.pop()
8455  *
8456  * convention:
8457  * 0x10 - discovered
8458  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
8459  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
8460  * 0x20 - explored
8461  */
8462
8463 enum {
8464         DISCOVERED = 0x10,
8465         EXPLORED = 0x20,
8466         FALLTHROUGH = 1,
8467         BRANCH = 2,
8468 };
8469
8470 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
8471 {
8472         return env->prog->len;
8473 }
8474
8475 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
8476                                         struct bpf_verifier_env *env,
8477                                         int idx)
8478 {
8479         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
8480         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
8481
8482         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
8483 }
8484
8485 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
8486 {
8487         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
8488 }
8489
8490 /* t, w, e - match pseudo-code above:
8491  * t - index of current instruction
8492  * w - next instruction
8493  * e - edge
8494  */
8495 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
8496                      bool loop_ok)
8497 {
8498         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
8499         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
8500
8501         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
8502                 return 0;
8503
8504         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
8505                 return 0;
8506
8507         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
8508                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
8509                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
8510                 return -EINVAL;
8511         }
8512
8513         if (e == BRANCH)
8514                 /* mark branch target for state pruning */
8515                 init_explored_state(env, w);
8516
8517         if (insn_state[w] == 0) {
8518                 /* tree-edge */
8519                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
8520                 insn_state[w] = DISCOVERED;
8521                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
8522                         return -E2BIG;
8523                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
8524                 return 1;
8525         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
8526                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
8527                         return 0;
8528                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
8529                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
8530                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
8531                 return -EINVAL;
8532         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
8533                 /* forward- or cross-edge */
8534                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
8535         } else {
8536                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
8537                 return -EFAULT;
8538         }
8539         return 0;
8540 }
8541
8542 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
8543  * loop == back-edge in directed graph
8544  */
8545 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
8546 {
8547         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
8548         int insn_cnt = env->prog->len;
8549         int *insn_stack, *insn_state;
8550         int ret = 0;
8551         int i, t;
8552
8553         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8554         if (!insn_state)
8555                 return -ENOMEM;
8556
8557         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8558         if (!insn_stack) {
8559                 kvfree(insn_state);
8560                 return -ENOMEM;
8561         }
8562
8563         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
8564         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
8565         env->cfg.cur_stack = 1;
8566
8567 peek_stack:
8568         if (env->cfg.cur_stack == 0)
8569                 goto check_state;
8570         t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
8571
8572         if (BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP ||
8573             BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP32) {
8574                 u8 opcode = BPF_OP(insns[t].code);
8575
8576                 if (opcode == BPF_EXIT) {
8577                         goto mark_explored;
8578                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
8579                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8580                         if (ret == 1)
8581                                 goto peek_stack;
8582                         else if (ret < 0)
8583                                 goto err_free;
8584                         if (t + 1 < insn_cnt)
8585                                 init_explored_state(env, t + 1);
8586                         if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
8587                                 init_explored_state(env, t);
8588                                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH,
8589                                                 env, false);
8590                                 if (ret == 1)
8591                                         goto peek_stack;
8592                                 else if (ret < 0)
8593                                         goto err_free;
8594                         }
8595                 } else if (opcode == BPF_JA) {
8596                         if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K) {
8597                                 ret = -EINVAL;
8598                                 goto err_free;
8599                         }
8600                         /* unconditional jump with single edge */
8601                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1,
8602                                         FALLTHROUGH, env, true);
8603                         if (ret == 1)
8604                                 goto peek_stack;
8605                         else if (ret < 0)
8606                                 goto err_free;
8607                         /* unconditional jmp is not a good pruning point,
8608                          * but it's marked, since backtracking needs
8609                          * to record jmp history in is_state_visited().
8610                          */
8611                         init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
8612                         /* tell verifier to check for equivalent states
8613                          * after every call and jump
8614                          */
8615                         if (t + 1 < insn_cnt)
8616                                 init_explored_state(env, t + 1);
8617                 } else {
8618                         /* conditional jump with two edges */
8619                         init_explored_state(env, t);
8620                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
8621                         if (ret == 1)
8622                                 goto peek_stack;
8623                         else if (ret < 0)
8624                                 goto err_free;
8625
8626                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
8627                         if (ret == 1)
8628                                 goto peek_stack;
8629                         else if (ret < 0)
8630                                 goto err_free;
8631                 }
8632         } else {
8633                 /* all other non-branch instructions with single
8634                  * fall-through edge
8635                  */
8636                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8637                 if (ret == 1)
8638                         goto peek_stack;
8639                 else if (ret < 0)
8640                         goto err_free;
8641         }
8642
8643 mark_explored:
8644         insn_state[t] = EXPLORED;
8645         if (env->cfg.cur_stack-- <= 0) {
8646                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
8647                 ret = -EFAULT;
8648                 goto err_free;
8649         }
8650         goto peek_stack;
8651
8652 check_state:
8653         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8654                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
8655                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
8656                         ret = -EINVAL;
8657                         goto err_free;
8658                 }
8659         }
8660         ret = 0; /* cfg looks good */
8661
8662 err_free:
8663         kvfree(insn_state);
8664         kvfree(insn_stack);
8665         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
8666         return ret;
8667 }
8668
8669 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
8670 {
8671         int i;
8672
8673         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
8674                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8675                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
8676                         return -EINVAL;
8677                 }
8678                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8679                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
8680                         return -EINVAL;
8681                 }
8682         }
8683         return 0;
8684 }
8685
8686 /* The minimum supported BTF func info size */
8687 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
8688 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
8689
8690 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
8691                           const union bpf_attr *attr,
8692                           union bpf_attr __user *uattr)
8693 {
8694         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
8695         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
8696         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
8697         struct bpf_func_info *krecord;
8698         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
8699         struct bpf_prog *prog;
8700         const struct btf *btf;
8701         void __user *urecord;
8702         u32 prev_offset = 0;
8703         bool scalar_return;
8704         int ret = -ENOMEM;
8705
8706         nfuncs = attr->func_info_cnt;
8707         if (!nfuncs) {
8708                 if (check_abnormal_return(env))
8709                         return -EINVAL;
8710                 return 0;
8711         }
8712
8713         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
8714                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
8715                 return -EINVAL;
8716         }
8717
8718         urec_size = attr->func_info_rec_size;
8719         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
8720             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
8721             urec_size % sizeof(u32)) {
8722                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
8723                 return -EINVAL;
8724         }
8725
8726         prog = env->prog;
8727         btf = prog->aux->btf;
8728
8729         urecord = u64_to_user_ptr(attr->func_info);
8730         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
8731
8732         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8733         if (!krecord)
8734                 return -ENOMEM;
8735         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8736         if (!info_aux)
8737                 goto err_free;
8738
8739         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
8740                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
8741                 if (ret) {
8742                         if (ret == -E2BIG) {
8743                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
8744                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
8745                                  * out the rest of the record.
8746                                  */
8747                                 if (put_user(min_size, &uattr->func_info_rec_size))
8748                                         ret = -EFAULT;
8749                         }
8750                         goto err_free;
8751                 }
8752
8753                 if (copy_from_user(&krecord[i], urecord, min_size)) {
8754                         ret = -EFAULT;
8755                         goto err_free;
8756                 }
8757
8758                 /* check insn_off */
8759                 ret = -EINVAL;
8760                 if (i == 0) {
8761                         if (krecord[i].insn_off) {
8762                                 verbose(env,
8763                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
8764                                         krecord[i].insn_off);
8765                                 goto err_free;
8766                         }
8767                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
8768                         verbose(env,
8769                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
8770                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
8771                         goto err_free;
8772                 }
8773
8774                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
8775                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
8776                         goto err_free;
8777                 }
8778
8779                 /* check type_id */
8780                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
8781                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
8782                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
8783                                 krecord[i].type_id);
8784                         goto err_free;
8785                 }
8786                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
8787
8788                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
8789                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
8790                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
8791                         goto err_free;
8792                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
8793                 scalar_return =
8794                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_type_is_enum(ret_type);
8795                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8796                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8797                         goto err_free;
8798                 }
8799                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8800                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8801                         goto err_free;
8802                 }
8803
8804                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
8805                 urecord += urec_size;
8806         }
8807
8808         prog->aux->func_info = krecord;
8809         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
8810         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
8811         return 0;
8812
8813 err_free:
8814         kvfree(krecord);
8815         kfree(info_aux);
8816         return ret;
8817 }
8818
8819 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
8820 {
8821         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
8822         int i;
8823
8824         if (!aux->func_info)
8825                 return;
8826
8827         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
8828                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
8829 }
8830
8831 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
8832                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
8833 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
8834
8835 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
8836                           const union bpf_attr *attr,
8837                           union bpf_attr __user *uattr)
8838 {
8839         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
8840         struct bpf_subprog_info *sub;
8841         struct bpf_line_info *linfo;
8842         struct bpf_prog *prog;
8843         const struct btf *btf;
8844         void __user *ulinfo;
8845         int err;
8846
8847         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
8848         if (!nr_linfo)
8849                 return 0;
8850         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
8851                 return -EINVAL;
8852
8853         rec_size = attr->line_info_rec_size;
8854         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
8855             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
8856             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
8857                 return -EINVAL;
8858
8859         /* Need to zero it in case the userspace may
8860          * pass in a smaller bpf_line_info object.
8861          */
8862         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
8863                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8864         if (!linfo)
8865                 return -ENOMEM;
8866
8867         prog = env->prog;
8868         btf = prog->aux->btf;
8869
8870         s = 0;
8871         sub = env->subprog_info;
8872         ulinfo = u64_to_user_ptr(attr->line_info);
8873         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
8874         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
8875         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
8876                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
8877                 if (err) {
8878                         if (err == -E2BIG) {
8879                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
8880                                 if (put_user(expected_size,
8881                                              &uattr->line_info_rec_size))
8882                                         err = -EFAULT;
8883                         }
8884                         goto err_free;
8885                 }
8886
8887                 if (copy_from_user(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
8888                         err = -EFAULT;
8889                         goto err_free;
8890                 }
8891
8892                 /*
8893                  * Check insn_off to ensure
8894                  * 1) strictly increasing AND
8895                  * 2) bounded by prog->len
8896                  *
8897                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
8898                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
8899                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
8900                  * first sub also and the first sub must have
8901                  * subprog_info[0].start == 0.
8902                  */
8903                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
8904                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
8905                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
8906                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
8907                                 prog->len);
8908                         err = -EINVAL;
8909                         goto err_free;
8910                 }
8911
8912                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
8913                         verbose(env,
8914                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
8915                                 i);
8916                         err = -EINVAL;
8917                         goto err_free;
8918                 }
8919
8920                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
8921                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
8922                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
8923                         err = -EINVAL;
8924                         goto err_free;
8925                 }
8926
8927                 if (s != env->subprog_cnt) {
8928                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
8929                                 sub[s].linfo_idx = i;
8930                                 s++;
8931                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
8932                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
8933                                 err = -EINVAL;
8934                                 goto err_free;
8935                         }
8936                 }
8937
8938                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
8939                 ulinfo += rec_size;
8940         }
8941
8942         if (s != env->subprog_cnt) {
8943                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
8944                         env->subprog_cnt - s, s);
8945                 err = -EINVAL;
8946                 goto err_free;
8947         }
8948
8949         prog->aux->linfo = linfo;
8950         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
8951
8952         return 0;
8953
8954 err_free:
8955         kvfree(linfo);
8956         return err;
8957 }
8958
8959 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
8960                           const union bpf_attr *attr,
8961                           union bpf_attr __user *uattr)
8962 {
8963         struct btf *btf;
8964         int err;
8965
8966         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
8967                 if (check_abnormal_return(env))
8968                         return -EINVAL;
8969                 return 0;
8970         }
8971
8972         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
8973         if (IS_ERR(btf))
8974                 return PTR_ERR(btf);
8975         env->prog->aux->btf = btf;
8976
8977         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
8978         if (err)
8979                 return err;
8980
8981         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
8982         if (err)
8983                 return err;
8984
8985         return 0;
8986 }
8987
8988 /* check %cur's range satisfies %old's */
8989 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
8990                          struct bpf_reg_state *cur)
8991 {
8992         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
8993                old->umax_value >= cur->umax_value &&
8994                old->smin_value <= cur->smin_value &&
8995                old->smax_value >= cur->smax_value &&
8996                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
8997                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
8998                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
8999                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
9000 }
9001
9002 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
9003  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
9004  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
9005  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
9006  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
9007  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
9008  * that.
9009  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
9010  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
9011  */
9012 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
9013 {
9014         unsigned int i;
9015
9016         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
9017                 if (!idmap[i].old) {
9018                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
9019                         idmap[i].old = old_id;
9020                         idmap[i].cur = cur_id;
9021                         return true;
9022                 }
9023                 if (idmap[i].old == old_id)
9024                         return idmap[i].cur == cur_id;
9025         }
9026         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
9027         WARN_ON_ONCE(1);
9028         return false;
9029 }
9030
9031 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
9032                              struct bpf_func_state *st)
9033 {
9034         enum bpf_reg_liveness live;
9035         int i, j;
9036
9037         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
9038                 live = st->regs[i].live;
9039                 /* liveness must not touch this register anymore */
9040                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
9041                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
9042                         /* since the register is unused, clear its state
9043                          * to make further comparison simpler
9044                          */
9045                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
9046         }
9047
9048         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9049                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
9050                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
9051                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
9052                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
9053                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
9054                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
9055                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
9056                 }
9057         }
9058 }
9059
9060 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
9061                                  struct bpf_verifier_state *st)
9062 {
9063         int i;
9064
9065         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
9066                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
9067                 return;
9068
9069         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
9070                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
9071 }
9072
9073 /* the parentage chains form a tree.
9074  * the verifier states are added to state lists at given insn and
9075  * pushed into state stack for future exploration.
9076  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
9077  * stored in the state lists have their final liveness state already,
9078  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
9079  * the verifier explores other branches.
9080  * Example:
9081  * 1: r0 = 1
9082  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
9083  * 3: r0 = 2
9084  * 4: exit
9085  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
9086  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
9087  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
9088  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
9089  *
9090  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
9091  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
9092  * time means that all states below this branch were already explored and
9093  * their final liveness markes are already propagated.
9094  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
9095  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
9096  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
9097  * will not be used.
9098  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
9099  * to simplify state merging.
9100  *
9101  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
9102  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
9103  * the callsites
9104  */
9105 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
9106                               struct bpf_verifier_state *cur)
9107 {
9108         struct bpf_verifier_state_list *sl;
9109         int i;
9110
9111         sl = *explored_state(env, insn);
9112         while (sl) {
9113                 if (sl->state.branches)
9114                         goto next;
9115                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
9116                     sl->state.curframe != cur->curframe)
9117                         goto next;
9118                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
9119                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
9120                                 goto next;
9121                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
9122 next:
9123                 sl = sl->next;
9124         }
9125 }
9126
9127 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
9128 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
9129                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
9130 {
9131         bool equal;
9132
9133         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
9134                 /* explored state didn't use this */
9135                 return true;
9136
9137         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
9138
9139         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
9140                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
9141                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
9142                  */
9143                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
9144
9145         if (equal)
9146                 return true;
9147
9148         if (rold->type == NOT_INIT)
9149                 /* explored state can't have used this */
9150                 return true;
9151         if (rcur->type == NOT_INIT)
9152                 return false;
9153         switch (rold->type) {
9154         case SCALAR_VALUE:
9155                 if (env->explore_alu_limits)
9156                         return false;
9157                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
9158                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
9159                                 return true;
9160                         /* new val must satisfy old val knowledge */
9161                         return range_within(rold, rcur) &&
9162                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
9163                 } else {
9164                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
9165                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
9166                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
9167                          * while pointers are not. We could make this safe in
9168                          * special cases if root is calling us, but it's
9169                          * probably not worth the hassle.
9170                          */
9171                         return false;
9172                 }
9173         case PTR_TO_MAP_VALUE:
9174                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
9175                  * everything else matches, we are OK.
9176                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
9177                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
9178                  * the rest of the prog is valid for one map element then
9179                  * it's valid for all map elements regardless of the key
9180                  * used in bpf_map_lookup()
9181                  */
9182                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
9183                        range_within(rold, rcur) &&
9184                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
9185         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
9186                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
9187                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
9188                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
9189                  * checked, doing so could have affected others with the same
9190                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
9191                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
9192                  */
9193                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
9194                         return false;
9195                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
9196                         return false;
9197                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
9198                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
9199         case PTR_TO_PACKET_META:
9200         case PTR_TO_PACKET:
9201                 if (rcur->type != rold->type)
9202                         return false;
9203                 /* We must have at least as much range as the old ptr
9204                  * did, so that any accesses which were safe before are
9205                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
9206                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
9207                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
9208                  */
9209                 if (rold->range > rcur->range)
9210                         return false;
9211                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
9212                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
9213                  */
9214                 if (rold->off != rcur->off)
9215                         return false;
9216                 /* id relations must be preserved */
9217                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
9218                         return false;
9219                 /* new val must satisfy old val knowledge */
9220                 return range_within(rold, rcur) &&
9221                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
9222         case PTR_TO_CTX:
9223         case CONST_PTR_TO_MAP:
9224         case PTR_TO_PACKET_END:
9225         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
9226         case PTR_TO_SOCKET:
9227         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
9228         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9229         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
9230         case PTR_TO_TCP_SOCK:
9231         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
9232         case PTR_TO_XDP_SOCK:
9233                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
9234                  * would have accepted
9235                  */
9236         default:
9237                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
9238                 return false;
9239         }
9240
9241         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
9242         WARN_ON_ONCE(1);
9243         return false;
9244 }
9245
9246 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
9247                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
9248 {
9249         int i, spi;
9250
9251         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
9252          * slots in the current stack, since explored(safe) state
9253          * didn't use them
9254          */
9255         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
9256                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
9257
9258                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
9259                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
9260                         /* explored state didn't use this */
9261                         continue;
9262                 }
9263
9264                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
9265                         continue;
9266
9267                 /* explored stack has more populated slots than current stack
9268                  * and these slots were used
9269                  */
9270                 if (i >= cur->allocated_stack)
9271                         return false;
9272
9273                 /* if old state was safe with misc data in the stack
9274                  * it will be safe with zero-initialized stack.
9275                  * The opposite is not true
9276                  */
9277                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
9278                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
9279                         continue;
9280                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
9281                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
9282                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
9283                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
9284                          * this verifier states are not equivalent,
9285                          * return false to continue verification of this path
9286                          */
9287                         return false;
9288                 if (i % BPF_REG_SIZE)
9289                         continue;
9290                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
9291                         continue;
9292                 if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
9293                              &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
9294                         /* when explored and current stack slot are both storing
9295                          * spilled registers, check that stored pointers types
9296                          * are the same as well.
9297                          * Ex: explored safe path could have stored
9298                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
9299                          * but current path has stored:
9300                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
9301                          * such verifier states are not equivalent.
9302                          * return false to continue verification of this path
9303                          */
9304                         return false;
9305         }
9306         return true;
9307 }
9308
9309 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
9310 {
9311         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
9312                 return false;
9313         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
9314                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
9315 }
9316
9317 /* compare two verifier states
9318  *
9319  * all states stored in state_list are known to be valid, since
9320  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
9321  *
9322  * this function is called when verifier exploring different branches of
9323  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
9324  * more strict register state and more strict stack state then this execution
9325  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
9326  * concluded that more strict state leads to valid finish.
9327  *
9328  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
9329  * and explored stack state is more conservative than the current one.
9330  * Example:
9331  *       explored                   current
9332  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
9333  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
9334  *
9335  * In other words if current stack state (one being explored) has more
9336  * valid slots than old one that already passed validation, it means
9337  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
9338  *
9339  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
9340  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
9341  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
9342  */
9343 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
9344                               struct bpf_func_state *cur)
9345 {
9346         int i;
9347
9348         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
9349         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
9350                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
9351                              env->idmap_scratch))
9352                         return false;
9353
9354         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
9355                 return false;
9356
9357         if (!refsafe(old, cur))
9358                 return false;
9359
9360         return true;
9361 }
9362
9363 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
9364                          struct bpf_verifier_state *old,
9365                          struct bpf_verifier_state *cur)
9366 {
9367         int i;
9368
9369         if (old->curframe != cur->curframe)
9370                 return false;
9371
9372         /* Verification state from speculative execution simulation
9373          * must never prune a non-speculative execution one.
9374          */
9375         if (old->speculative && !cur->speculative)
9376                 return false;
9377
9378         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
9379                 return false;
9380
9381         /* for states to be equal callsites have to be the same
9382          * and all frame states need to be equivalent
9383          */
9384         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
9385                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
9386                         return false;
9387                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
9388                         return false;
9389         }
9390         return true;
9391 }
9392
9393 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
9394  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
9395  */
9396 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
9397                                   struct bpf_reg_state *reg,
9398                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
9399 {
9400         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
9401         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
9402         int err;
9403
9404         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
9405          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
9406          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
9407          */
9408         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
9409             /* Or if there is no read flag from REG. */
9410             !flag ||
9411             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
9412             parent_flag == flag)
9413                 return 0;
9414
9415         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
9416         if (err)
9417                 return err;
9418
9419         return flag;
9420 }
9421
9422 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
9423  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
9424  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
9425  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
9426  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
9427  * in mark_reg_read() is for.
9428  */
9429 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
9430                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
9431                               struct bpf_verifier_state *vparent)
9432 {
9433         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
9434         struct bpf_func_state *state, *parent;
9435         int i, frame, err = 0;
9436
9437         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
9438                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
9439                      vparent->curframe, vstate->curframe);
9440                 return -EFAULT;
9441         }
9442         /* Propagate read liveness of registers... */
9443         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
9444         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
9445                 parent = vparent->frame[frame];
9446                 state = vstate->frame[frame];
9447                 parent_reg = parent->regs;
9448                 state_reg = state->regs;
9449                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
9450                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
9451                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
9452                                                      &parent_reg[i]);
9453                         if (err < 0)
9454                                 return err;
9455                         if (err == REG_LIVE_READ64)
9456                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
9457                 }
9458
9459                 /* Propagate stack slots. */
9460                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
9461                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9462                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
9463                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
9464                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
9465                                                      parent_reg);
9466                         if (err < 0)
9467                                 return err;
9468                 }
9469         }
9470         return 0;
9471 }
9472
9473 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
9474  * propagate them into the current state
9475  */
9476 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
9477                                const struct bpf_verifier_state *old)
9478 {
9479         struct bpf_reg_state *state_reg;
9480         struct bpf_func_state *state;
9481         int i, err = 0;
9482
9483         state = old->frame[old->curframe];
9484         state_reg = state->regs;
9485         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
9486                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
9487                     !state_reg->precise)
9488                         continue;
9489                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9490                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
9491                 err = mark_chain_precision(env, i);
9492                 if (err < 0)
9493                         return err;
9494         }
9495
9496         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9497                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
9498                         continue;
9499                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
9500                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
9501                     !state_reg->precise)
9502                         continue;
9503                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9504                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
9505                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
9506                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
9507                 if (err < 0)
9508                         return err;
9509         }
9510         return 0;
9511 }
9512
9513 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
9514                                  struct bpf_verifier_state *cur)
9515 {
9516         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
9517         int i, fr = cur->curframe;
9518
9519         if (old->curframe != fr)
9520                 return false;
9521
9522         fold = old->frame[fr];
9523         fcur = cur->frame[fr];
9524         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
9525                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
9526                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
9527                         return false;
9528         return true;
9529 }
9530
9531
9532 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
9533 {
9534         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
9535         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
9536         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
9537         int i, j, err, states_cnt = 0;
9538         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
9539
9540         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
9541         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
9542                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
9543                  * be doing state search here
9544                  */
9545                 return 0;
9546
9547         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
9548          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
9549          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
9550          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
9551          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
9552          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
9553          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
9554          */
9555         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
9556             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
9557                 add_new_state = true;
9558
9559         pprev = explored_state(env, insn_idx);
9560         sl = *pprev;
9561
9562         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
9563
9564         while (sl) {
9565                 states_cnt++;
9566                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
9567                         goto next;
9568                 if (sl->state.branches) {
9569                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
9570                             states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9571                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
9572                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
9573                                 return -EINVAL;
9574                         }
9575                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
9576                          * too often, since different loop iterations have distinct
9577                          * states and may not help future pruning.
9578                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
9579                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
9580                          * The most abusive loop will be:
9581                          * r1 += 1
9582                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
9583                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
9584                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
9585                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
9586                          */
9587                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
9588                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
9589                                 add_new_state = false;
9590                         goto miss;
9591                 }
9592                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9593                         sl->hit_cnt++;
9594                         /* reached equivalent register/stack state,
9595                          * prune the search.
9596                          * Registers read by the continuation are read by us.
9597                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
9598                          * will prevent corresponding reads in the continuation
9599                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
9600                          * own state will get the read marks recorded, but
9601                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
9602                          * this state and will pop a new one.
9603                          */
9604                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
9605
9606                         /* if previous state reached the exit with precision and
9607                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
9608                          * the precision needs to be propagated back in
9609                          * the current state.
9610                          */
9611                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
9612                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
9613                         if (err)
9614                                 return err;
9615                         return 1;
9616                 }
9617 miss:
9618                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
9619                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
9620                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
9621                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
9622                  * and some at the end) to help pruning.
9623                  */
9624                 if (add_new_state)
9625                         sl->miss_cnt++;
9626                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
9627                  * to keep checking from state equivalence point of view.
9628                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
9629                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
9630                  */
9631                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
9632                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
9633                          * speed up verification
9634                          */
9635                         *pprev = sl->next;
9636                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
9637                                 u32 br = sl->state.branches;
9638
9639                                 WARN_ONCE(br,
9640                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
9641                                           br);
9642                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
9643                                 kfree(sl);
9644                                 env->peak_states--;
9645                         } else {
9646                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
9647                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
9648                                  * be freed at the end of verification
9649                                  */
9650                                 sl->next = env->free_list;
9651                                 env->free_list = sl;
9652                         }
9653                         sl = *pprev;
9654                         continue;
9655                 }
9656 next:
9657                 pprev = &sl->next;
9658                 sl = *pprev;
9659         }
9660
9661         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
9662                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
9663
9664         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
9665                 return push_jmp_history(env, cur);
9666
9667         if (!add_new_state)
9668                 return push_jmp_history(env, cur);
9669
9670         /* There were no equivalent states, remember the current one.
9671          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
9672          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
9673          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
9674          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
9675          * again on the way to bpf_exit.
9676          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
9677          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
9678          */
9679         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
9680         if (!new_sl)
9681                 return -ENOMEM;
9682         env->total_states++;
9683         env->peak_states++;
9684         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
9685         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
9686
9687         /* add new state to the head of linked list */
9688         new = &new_sl->state;
9689         err = copy_verifier_state(new, cur);
9690         if (err) {
9691                 free_verifier_state(new, false);
9692                 kfree(new_sl);
9693                 return err;
9694         }
9695         new->insn_idx = insn_idx;
9696         WARN_ONCE(new->branches != 1,
9697                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
9698
9699         cur->parent = new;
9700         cur->first_insn_idx = insn_idx;
9701         clear_jmp_history(cur);
9702         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
9703         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
9704         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
9705          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
9706          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
9707          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
9708          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
9709          * from callee with its full parentage chain, anyway.
9710          */
9711         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
9712          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
9713          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
9714          * their parent and current state never has children yet.  Only
9715          * explored_states can get read marks.)
9716          */
9717         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9718                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9719                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
9720                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9721                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
9722         }
9723
9724         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
9725         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9726                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
9727                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
9728
9729                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9730                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
9731                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
9732                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
9733                 }
9734         }
9735         return 0;
9736 }
9737
9738 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
9739 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
9740 {
9741         switch (type) {
9742         case PTR_TO_CTX:
9743         case PTR_TO_SOCKET:
9744         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
9745         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9746         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
9747         case PTR_TO_TCP_SOCK:
9748         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
9749         case PTR_TO_XDP_SOCK:
9750         case PTR_TO_BTF_ID:
9751         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
9752                 return false;
9753         default:
9754                 return true;
9755         }
9756 }
9757
9758 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
9759  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
9760  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
9761  *
9762  * R1 = sock_ptr
9763  * goto X;
9764  * ...
9765  * R1 = some_other_valid_ptr;
9766  * goto X;
9767  * ...
9768  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
9769  */
9770 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
9771 {
9772         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
9773                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
9774 }
9775
9776 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
9777 {
9778         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
9779         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9780         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
9781         struct bpf_reg_state *regs;
9782         int insn_cnt = env->prog->len;
9783         bool do_print_state = false;
9784         int prev_insn_idx = -1;
9785
9786         for (;;) {
9787                 struct bpf_insn *insn;
9788                 u8 class;
9789                 int err;
9790
9791                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
9792                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
9793                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
9794                                 env->insn_idx, insn_cnt);
9795                         return -EFAULT;
9796                 }
9797
9798                 insn = &insns[env->insn_idx];
9799                 class = BPF_CLASS(insn->code);
9800
9801                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
9802                         verbose(env,
9803                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
9804                                 env->insn_processed);
9805                         return -E2BIG;
9806                 }
9807
9808                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
9809                 if (err < 0)
9810                         return err;
9811                 if (err == 1) {
9812                         /* found equivalent state, can prune the search */
9813                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9814                                 if (do_print_state)
9815                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
9816                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9817                                                 env->cur_state->speculative ?
9818                                                 " (speculative execution)" : "");
9819                                 else
9820                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
9821                         }
9822                         goto process_bpf_exit;
9823                 }
9824
9825                 if (signal_pending(current))
9826                         return -EAGAIN;
9827
9828                 if (need_resched())
9829                         cond_resched();
9830
9831                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
9832                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
9833                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9834                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
9835                         else
9836                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
9837                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9838                                         env->cur_state->speculative ?
9839                                         " (speculative execution)" : "");
9840                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
9841                         do_print_state = false;
9842                 }
9843
9844                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9845                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
9846                                 .cb_print       = verbose,
9847                                 .private_data   = env,
9848                         };
9849
9850                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
9851                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
9852                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
9853                 }
9854
9855                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
9856                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
9857                                                            env->prev_insn_idx);
9858                         if (err)
9859                                 return err;
9860                 }
9861
9862                 regs = cur_regs(env);
9863                 sanitize_mark_insn_seen(env);
9864                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
9865
9866                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
9867                         err = check_alu_op(env, insn);
9868                         if (err)
9869                                 return err;
9870
9871                 } else if (class == BPF_LDX) {
9872                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
9873
9874                         /* check for reserved fields is already done */
9875
9876                         /* check src operand */
9877                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9878                         if (err)
9879                                 return err;
9880
9881                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9882                         if (err)
9883                                 return err;
9884
9885                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
9886
9887                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
9888                          * the state of dst_reg will be updated by this func
9889                          */
9890                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
9891                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9892                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
9893                         if (err)
9894                                 return err;
9895
9896                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
9897
9898                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
9899                                 /* saw a valid insn
9900                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
9901                                  * save type to validate intersecting paths
9902                                  */
9903                                 *prev_src_type = src_reg_type;
9904
9905                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
9906                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
9907                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
9908                                  * with different pointer types:
9909                                  * src_reg == ctx in one branch and
9910                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
9911                                  * Reject it.
9912                                  */
9913                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
9914                                 return -EINVAL;
9915                         }
9916
9917                 } else if (class == BPF_STX) {
9918                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
9919
9920                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
9921                                 err = check_xadd(env, env->insn_idx, insn);
9922                                 if (err)
9923                                         return err;
9924                                 env->insn_idx++;
9925                                 continue;
9926                         }
9927
9928                         /* check src1 operand */
9929                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9930                         if (err)
9931                                 return err;
9932                         /* check src2 operand */
9933                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9934                         if (err)
9935                                 return err;
9936
9937                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
9938
9939                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
9940                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
9941                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9942                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
9943                         if (err)
9944                                 return err;
9945
9946                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
9947
9948                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
9949                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
9950                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
9951                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
9952                                 return -EINVAL;
9953                         }
9954
9955                 } else if (class == BPF_ST) {
9956                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
9957                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
9958                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
9959                                 return -EINVAL;
9960                         }
9961                         /* check src operand */
9962                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9963                         if (err)
9964                                 return err;
9965
9966                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
9967                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
9968                                         insn->dst_reg,
9969                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
9970                                 return -EACCES;
9971                         }
9972
9973                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
9974                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
9975                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9976                                                BPF_WRITE, -1, false);
9977                         if (err)
9978                                 return err;
9979
9980                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
9981                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9982
9983                         env->jmps_processed++;
9984                         if (opcode == BPF_CALL) {
9985                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9986                                     insn->off != 0 ||
9987                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
9988                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
9989                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9990                                     class == BPF_JMP32) {
9991                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
9992                                         return -EINVAL;
9993                                 }
9994
9995                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
9996                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
9997                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
9998                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
9999                                         return -EINVAL;
10000                                 }
10001                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
10002                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
10003                                 else
10004                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, env->insn_idx);
10005                                 if (err)
10006                                         return err;
10007
10008                         } else if (opcode == BPF_JA) {
10009                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
10010                                     insn->imm != 0 ||
10011                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
10012                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
10013                                     class == BPF_JMP32) {
10014                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
10015                                         return -EINVAL;
10016                                 }
10017
10018                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
10019                                 continue;
10020
10021                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
10022                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
10023                                     insn->imm != 0 ||
10024                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
10025                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
10026                                     class == BPF_JMP32) {
10027                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
10028                                         return -EINVAL;
10029                                 }
10030
10031                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
10032                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
10033                                         return -EINVAL;
10034                                 }
10035
10036                                 if (state->curframe) {
10037                                         /* exit from nested function */
10038                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
10039                                         if (err)
10040                                                 return err;
10041                                         do_print_state = true;
10042                                         continue;
10043                                 }
10044
10045                                 err = check_reference_leak(env);
10046                                 if (err)
10047                                         return err;
10048
10049                                 err = check_return_code(env);
10050                                 if (err)
10051                                         return err;
10052 process_bpf_exit:
10053                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
10054                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
10055                                                 &env->insn_idx, pop_log);
10056                                 if (err < 0) {
10057                                         if (err != -ENOENT)
10058                                                 return err;
10059                                         break;
10060                                 } else {
10061                                         do_print_state = true;
10062                                         continue;
10063                                 }
10064                         } else {
10065                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
10066                                 if (err)
10067                                         return err;
10068                         }
10069                 } else if (class == BPF_LD) {
10070                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
10071
10072                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
10073                                 err = check_ld_abs(env, insn);
10074                                 if (err)
10075                                         return err;
10076
10077                         } else if (mode == BPF_IMM) {
10078                                 err = check_ld_imm(env, insn);
10079                                 if (err)
10080                                         return err;
10081
10082                                 env->insn_idx++;
10083                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
10084                         } else {
10085                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
10086                                 return -EINVAL;
10087                         }
10088                 } else {
10089                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
10090                         return -EINVAL;
10091                 }
10092
10093                 env->insn_idx++;
10094         }
10095
10096         return 0;
10097 }
10098
10099 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
10100 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10101                                struct bpf_insn *insn,
10102                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
10103 {
10104         const struct btf_var_secinfo *vsi;
10105         const struct btf_type *datasec;
10106         const struct btf_type *t;
10107         const char *sym_name;
10108         bool percpu = false;
10109         u32 type, id = insn->imm;
10110         s32 datasec_id;
10111         u64 addr;
10112         int i;
10113
10114         if (!btf_vmlinux) {
10115                 verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
10116                 return -EINVAL;
10117         }
10118
10119         if (insn[1].imm != 0) {
10120                 verbose(env, "reserved field (insn[1].imm) is used in pseudo_btf_id ldimm64 insn.\n");
10121                 return -EINVAL;
10122         }
10123
10124         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, id);
10125         if (!t) {
10126                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
10127                 return -ENOENT;
10128         }
10129
10130         if (!btf_type_is_var(t)) {
10131                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n",
10132                         id);
10133                 return -EINVAL;
10134         }
10135
10136         sym_name = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
10137         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
10138         if (!addr) {
10139                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
10140                         sym_name);
10141                 return -ENOENT;
10142         }
10143
10144         datasec_id = btf_find_by_name_kind(btf_vmlinux, ".data..percpu",
10145                                            BTF_KIND_DATASEC);
10146         if (datasec_id > 0) {
10147                 datasec = btf_type_by_id(btf_vmlinux, datasec_id);
10148                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
10149                         if (vsi->type == id) {
10150                                 percpu = true;
10151                                 break;
10152                         }
10153                 }
10154         }
10155
10156         insn[0].imm = (u32)addr;
10157         insn[1].imm = addr >> 32;
10158
10159         type = t->type;
10160         t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, type, NULL);
10161         if (percpu) {
10162                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_PERCPU_BTF_ID;
10163                 aux->btf_var.btf_id = type;
10164         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
10165                 const struct btf_type *ret;
10166                 const char *tname;
10167                 u32 tsize;
10168
10169                 /* resolve the type size of ksym. */
10170                 ret = btf_resolve_size(btf_vmlinux, t, &tsize);
10171                 if (IS_ERR(ret)) {
10172                         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
10173                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
10174                                 tname, PTR_ERR(ret));
10175                         return -EINVAL;
10176                 }
10177                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM;
10178                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
10179         } else {
10180                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
10181                 aux->btf_var.btf_id = type;
10182         }
10183         return 0;
10184 }
10185
10186 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
10187 {
10188         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
10189                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
10190                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
10191                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
10192 }
10193
10194 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
10195 {
10196         switch (type) {
10197         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
10198         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
10199         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
10200         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
10201                 return true;
10202         default:
10203                 return false;
10204         }
10205 }
10206
10207 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
10208 {
10209         if (!check_map_prealloc(map))
10210                 return false;
10211         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
10212                 return false;
10213         return true;
10214 }
10215
10216 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
10217                                         struct bpf_map *map,
10218                                         struct bpf_prog *prog)
10219
10220 {
10221         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
10222         /*
10223          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
10224          *
10225          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
10226          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
10227          *
10228          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
10229          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
10230          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
10231          * memory allocator would see inconsistent state.
10232          *
10233          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
10234          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
10235          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
10236          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
10237          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
10238          */
10239         if (is_tracing_prog_type(prog_type) && !is_preallocated_map(map)) {
10240                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
10241                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
10242                         return -EINVAL;
10243                 }
10244                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
10245                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
10246                         return -EINVAL;
10247                 }
10248                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
10249                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
10250         }
10251
10252         if ((is_tracing_prog_type(prog_type) ||
10253              prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) &&
10254             map_value_has_spin_lock(map)) {
10255                 verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
10256                 return -EINVAL;
10257         }
10258
10259         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
10260             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
10261                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
10262                 return -EINVAL;
10263         }
10264
10265         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
10266                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
10267                 return -EINVAL;
10268         }
10269
10270         if (prog->aux->sleepable)
10271                 switch (map->map_type) {
10272                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
10273                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
10274                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
10275                         if (!is_preallocated_map(map)) {
10276                                 verbose(env,
10277                                         "Sleepable programs can only use preallocated hash maps\n");
10278                                 return -EINVAL;
10279                         }
10280                         break;
10281                 default:
10282                         verbose(env,
10283                                 "Sleepable programs can only use array and hash maps\n");
10284                         return -EINVAL;
10285                 }
10286
10287         return 0;
10288 }
10289
10290 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
10291 {
10292         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
10293                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
10294 }
10295
10296 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
10297  *
10298  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
10299  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
10300  *
10301  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
10302  */
10303 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
10304 {
10305         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10306         int insn_cnt = env->prog->len;
10307         int i, j, err;
10308
10309         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
10310         if (err)
10311                 return err;
10312
10313         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10314                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
10315                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
10316                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
10317                         return -EINVAL;
10318                 }
10319
10320                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
10321                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
10322                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
10323                         verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
10324                         return -EINVAL;
10325                 }
10326
10327                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
10328                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
10329                         struct bpf_map *map;
10330                         struct fd f;
10331                         u64 addr;
10332
10333                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
10334                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
10335                             insn[1].off != 0) {
10336                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
10337                                 return -EINVAL;
10338                         }
10339
10340                         if (insn[0].src_reg == 0)
10341                                 /* valid generic load 64-bit imm */
10342                                 goto next_insn;
10343
10344                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
10345                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
10346                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
10347                                 if (err)
10348                                         return err;
10349                                 goto next_insn;
10350                         }
10351
10352                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
10353                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
10354                          */
10355                         if ((insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
10356                              insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) ||
10357                             (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
10358                              insn[1].imm != 0)) {
10359                                 verbose(env,
10360                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
10361                                 return -EINVAL;
10362                         }
10363
10364                         f = fdget(insn[0].imm);
10365                         map = __bpf_map_get(f);
10366                         if (IS_ERR(map)) {
10367                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
10368                                         insn[0].imm);
10369                                 return PTR_ERR(map);
10370                         }
10371
10372                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
10373                         if (err) {
10374                                 fdput(f);
10375                                 return err;
10376                         }
10377
10378                         aux = &env->insn_aux_data[i];
10379                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
10380                                 addr = (unsigned long)map;
10381                         } else {
10382                                 u32 off = insn[1].imm;
10383
10384                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
10385                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
10386                                         fdput(f);
10387                                         return -EINVAL;
10388                                 }
10389
10390                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
10391                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
10392                                         fdput(f);
10393                                         return -EINVAL;
10394                                 }
10395
10396                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
10397                                 if (err) {
10398                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
10399                                                 map->value_size, off);
10400                                         fdput(f);
10401                                         return err;
10402                                 }
10403
10404                                 aux->map_off = off;
10405                                 addr += off;
10406                         }
10407
10408                         insn[0].imm = (u32)addr;
10409                         insn[1].imm = addr >> 32;
10410
10411                         /* check whether we recorded this map already */
10412                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
10413                                 if (env->used_maps[j] == map) {
10414                                         aux->map_index = j;
10415                                         fdput(f);
10416                                         goto next_insn;
10417                                 }
10418                         }
10419
10420                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
10421                                 fdput(f);
10422                                 return -E2BIG;
10423                         }
10424
10425                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
10426                          * the map will be released by release_maps() or it
10427                          * will be used by the valid program until it's unloaded
10428                          * and all maps are released in free_used_maps()
10429                          */
10430                         bpf_map_inc(map);
10431
10432                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
10433                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
10434
10435                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
10436                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
10437                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
10438                                 fdput(f);
10439                                 return -EBUSY;
10440                         }
10441
10442                         fdput(f);
10443 next_insn:
10444                         insn++;
10445                         i++;
10446                         continue;
10447                 }
10448
10449                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
10450                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
10451                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
10452                         return -EINVAL;
10453                 }
10454         }
10455
10456         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
10457          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
10458          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
10459          */
10460         return 0;
10461 }
10462
10463 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
10464 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
10465 {
10466         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
10467                              env->used_map_cnt);
10468 }
10469
10470 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
10471 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
10472 {
10473         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10474         int insn_cnt = env->prog->len;
10475         int i;
10476
10477         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
10478                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
10479                         insn->src_reg = 0;
10480 }
10481
10482 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
10483  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
10484  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
10485  */
10486 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
10487                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
10488                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
10489 {
10490         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
10491         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
10492         u32 old_seen = old_data[off].seen;
10493         u32 prog_len;
10494         int i;
10495
10496         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
10497          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
10498          * original insn at old prog.
10499          */
10500         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
10501
10502         if (cnt == 1)
10503                 return;
10504         prog_len = new_prog->len;
10505
10506         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
10507         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
10508                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
10509         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
10510                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
10511                 new_data[i].seen = old_seen;
10512                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
10513         }
10514         env->insn_aux_data = new_data;
10515         vfree(old_data);
10516 }
10517
10518 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
10519 {
10520         int i;
10521
10522         if (len == 1)
10523                 return;
10524         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
10525         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
10526                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
10527                         continue;
10528                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
10529         }
10530 }
10531
10532 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
10533 {
10534         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
10535         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
10536         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
10537
10538         for (i = 0; i < sz; i++) {
10539                 desc = &tab[i];
10540                 if (desc->insn_idx <= off)
10541                         continue;
10542                 desc->insn_idx += len - 1;
10543         }
10544 }
10545
10546 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10547                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
10548 {
10549         struct bpf_prog *new_prog;
10550         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
10551
10552         if (len > 1) {
10553                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
10554                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
10555                 if (!new_data)
10556                         return NULL;
10557         }
10558
10559         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
10560         if (IS_ERR(new_prog)) {
10561                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
10562                         verbose(env,
10563                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
10564                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
10565                 vfree(new_data);
10566                 return NULL;
10567         }
10568         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
10569         adjust_subprog_starts(env, off, len);
10570         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
10571         return new_prog;
10572 }
10573
10574 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
10575                                               u32 off, u32 cnt)
10576 {
10577         int i, j;
10578
10579         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
10580         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
10581                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
10582                         break;
10583         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
10584         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
10585                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
10586                         break;
10587         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
10588          * the front of previous prog
10589          */
10590         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
10591                 j--;
10592
10593         if (j > i) {
10594                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10595                 int move;
10596
10597                 /* move fake 'exit' subprog as well */
10598                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
10599
10600                 memmove(env->subprog_info + i,
10601                         env->subprog_info + j,
10602                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
10603                 env->subprog_cnt -= j - i;
10604
10605                 /* remove func_info */
10606                 if (aux->func_info) {
10607                         move = aux->func_info_cnt - j;
10608
10609                         memmove(aux->func_info + i,
10610                                 aux->func_info + j,
10611                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
10612                         aux->func_info_cnt -= j - i;
10613                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
10614                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
10615                          */
10616                 }
10617         } else {
10618                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
10619                 if (env->subprog_info[i].start == off)
10620                         i++;
10621         }
10622
10623         /* update fake 'exit' subprog as well */
10624         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
10625                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
10626
10627         return 0;
10628 }
10629
10630 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10631                                       u32 cnt)
10632 {
10633         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10634         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
10635         struct bpf_line_info *linfo;
10636
10637         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10638         if (!nr_linfo)
10639                 return 0;
10640
10641         linfo = prog->aux->linfo;
10642
10643         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
10644         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
10645                 if (linfo[i].insn_off >= off)
10646                         break;
10647
10648         l_off = i;
10649         l_cnt = 0;
10650         for (; i < nr_linfo; i++)
10651                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
10652                         l_cnt++;
10653                 else
10654                         break;
10655
10656         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
10657          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
10658          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
10659          */
10660         if (prog->len != off && l_cnt &&
10661             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
10662                 l_cnt--;
10663                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
10664         }
10665
10666         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
10667         if (l_cnt) {
10668                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
10669                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
10670
10671                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
10672                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10673         }
10674
10675         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
10676         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
10677                 linfo[i].insn_off -= cnt;
10678
10679         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
10680         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
10681                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
10682                         /* program may have started in the removed region but
10683                          * may not be fully removed
10684                          */
10685                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
10686                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
10687                         else
10688                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
10689                 }
10690
10691         return 0;
10692 }
10693
10694 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
10695 {
10696         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10697         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
10698         int err;
10699
10700         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10701                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
10702
10703         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
10704         if (err)
10705                 return err;
10706
10707         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
10708         if (err)
10709                 return err;
10710
10711         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
10712         if (err)
10713                 return err;
10714
10715         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
10716                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
10717
10718         return 0;
10719 }
10720
10721 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
10722  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
10723  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
10724  * with 'ja -1'.
10725  *
10726  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
10727  * program and through another bug we would manage to jump there, then
10728  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
10729  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
10730  * code could be located.
10731  */
10732 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10733 {
10734         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10735         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
10736         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10737         const int insn_cnt = env->prog->len;
10738         int i;
10739
10740         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10741                 if (aux_data[i].seen)
10742                         continue;
10743                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
10744                 aux_data[i].zext_dst = false;
10745         }
10746 }
10747
10748 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
10749 {
10750         u8 op;
10751
10752         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
10753                 return true;
10754
10755         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
10756                 return false;
10757
10758         op = BPF_OP(code);
10759         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
10760 }
10761
10762 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
10763 {
10764         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10765         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10766         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10767         const int insn_cnt = env->prog->len;
10768         int i;
10769
10770         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10771                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
10772                         continue;
10773
10774                 if (!aux_data[i + 1].seen)
10775                         ja.off = insn->off;
10776                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
10777                         ja.off = 0;
10778                 else
10779                         continue;
10780
10781                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10782                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
10783
10784                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
10785         }
10786 }
10787
10788 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10789 {
10790         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10791         int insn_cnt = env->prog->len;
10792         int i, err;
10793
10794         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10795                 int j;
10796
10797                 j = 0;
10798                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
10799                         j++;
10800                 if (!j)
10801                         continue;
10802
10803                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
10804                 if (err)
10805                         return err;
10806                 insn_cnt = env->prog->len;
10807         }
10808
10809         return 0;
10810 }
10811
10812 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
10813 {
10814         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10815         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10816         int insn_cnt = env->prog->len;
10817         int i, err;
10818
10819         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10820                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
10821                         continue;
10822
10823                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
10824                 if (err)
10825                         return err;
10826                 insn_cnt--;
10827                 i--;
10828         }
10829
10830         return 0;
10831 }
10832
10833 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
10834                                          const union bpf_attr *attr)
10835 {
10836         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
10837         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
10838         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
10839         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10840         struct bpf_prog *new_prog;
10841         bool rnd_hi32;
10842
10843         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
10844         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
10845         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
10846         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
10847         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
10848         for (i = 0; i < len; i++) {
10849                 int adj_idx = i + delta;
10850                 struct bpf_insn insn;
10851
10852                 insn = insns[adj_idx];
10853                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
10854                         u8 code, class;
10855                         u32 imm_rnd;
10856
10857                         if (!rnd_hi32)
10858                                 continue;
10859
10860                         code = insn.code;
10861                         class = BPF_CLASS(code);
10862                         if (insn_no_def(&insn))
10863                                 continue;
10864
10865                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
10866                          *       BPF_STX which has been ruled out in above
10867                          *       check, it is safe to pass NULL here.
10868                          */
10869                         if (is_reg64(env, &insn, insn.dst_reg, NULL, DST_OP)) {
10870                                 if (class == BPF_LD &&
10871                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
10872                                         i++;
10873                                 continue;
10874                         }
10875
10876                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
10877                         if (class == BPF_LDX &&
10878                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
10879                                 continue;
10880
10881                         imm_rnd = get_random_int();
10882                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
10883                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
10884                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = insn.dst_reg;
10885                         patch = rnd_hi32_patch;
10886                         patch_len = 4;
10887                         goto apply_patch_buffer;
10888                 }
10889
10890                 if (!bpf_jit_needs_zext())
10891                         continue;
10892
10893                 zext_patch[0] = insn;
10894                 zext_patch[1].dst_reg = insn.dst_reg;
10895                 zext_patch[1].src_reg = insn.dst_reg;
10896                 patch = zext_patch;
10897                 patch_len = 2;
10898 apply_patch_buffer:
10899                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
10900                 if (!new_prog)
10901                         return -ENOMEM;
10902                 env->prog = new_prog;
10903                 insns = new_prog->insnsi;
10904                 aux = env->insn_aux_data;
10905                 delta += patch_len - 1;
10906         }
10907
10908         return 0;
10909 }
10910
10911 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
10912  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
10913  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
10914  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
10915  */
10916 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
10917 {
10918         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
10919         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
10920         const int insn_cnt = env->prog->len;
10921         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
10922         u32 target_size, size_default, off;
10923         struct bpf_prog *new_prog;
10924         enum bpf_access_type type;
10925         bool is_narrower_load;
10926
10927         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
10928                 if (!ops->gen_prologue) {
10929                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10930                         return -EINVAL;
10931                 }
10932                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
10933                                         env->prog);
10934                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
10935                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10936                         return -EINVAL;
10937                 } else if (cnt) {
10938                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
10939                         if (!new_prog)
10940                                 return -ENOMEM;
10941
10942                         env->prog = new_prog;
10943                         delta += cnt - 1;
10944                 }
10945         }
10946
10947         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10948                 return 0;
10949
10950         insn = env->prog->insnsi + delta;
10951
10952         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10953                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
10954                 bool ctx_access;
10955
10956                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
10957                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
10958                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
10959                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
10960                         type = BPF_READ;
10961                         ctx_access = true;
10962                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
10963                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
10964                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
10965                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
10966                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
10967                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
10968                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
10969                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
10970                         type = BPF_WRITE;
10971                         ctx_access = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX;
10972                 } else {
10973                         continue;
10974                 }
10975
10976                 if (type == BPF_WRITE &&
10977                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
10978                         struct bpf_insn patch[] = {
10979                                 *insn,
10980                                 BPF_ST_NOSPEC(),
10981                         };
10982
10983                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
10984                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
10985                         if (!new_prog)
10986                                 return -ENOMEM;
10987
10988                         delta    += cnt - 1;
10989                         env->prog = new_prog;
10990                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10991                         continue;
10992                 }
10993
10994                 if (!ctx_access)
10995                         continue;
10996
10997                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
10998                 case PTR_TO_CTX:
10999                         if (!ops->convert_ctx_access)
11000                                 continue;
11001                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
11002                         break;
11003                 case PTR_TO_SOCKET:
11004                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11005                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
11006                         break;
11007                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
11008                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
11009                         break;
11010                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
11011                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
11012                         break;
11013                 case PTR_TO_BTF_ID:
11014                         if (type == BPF_READ) {
11015                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
11016                                         BPF_SIZE((insn)->code);
11017                                 env->prog->aux->num_exentries++;
11018                         } else if (resolve_prog_type(env->prog) != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
11019                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
11020                                 return -EINVAL;
11021                         }
11022                         continue;
11023                 default:
11024                         continue;
11025                 }
11026
11027                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
11028                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
11029
11030                 /* If the read access is a narrower load of the field,
11031                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
11032                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
11033                  * we will apply proper mask to the result.
11034                  */
11035                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
11036                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
11037                 off = insn->off;
11038                 if (is_narrower_load) {
11039                         u8 size_code;
11040
11041                         if (type == BPF_WRITE) {
11042                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
11043                                 return -EINVAL;
11044                         }
11045
11046                         size_code = BPF_H;
11047                         if (ctx_field_size == 4)
11048                                 size_code = BPF_W;
11049                         else if (ctx_field_size == 8)
11050                                 size_code = BPF_DW;
11051
11052                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
11053                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
11054                 }
11055
11056                 target_size = 0;
11057                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
11058                                          &target_size);
11059                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
11060                     (ctx_field_size && !target_size)) {
11061                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11062                         return -EINVAL;
11063                 }
11064
11065                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
11066                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
11067                                 off, size, size_default) * 8;
11068                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11069                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
11070                                 return -EINVAL;
11071                         }
11072                         if (ctx_field_size <= 4) {
11073                                 if (shift)
11074                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
11075                                                                         insn->dst_reg,
11076                                                                         shift);
11077                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
11078                                                                 (1 << size * 8) - 1);
11079                         } else {
11080                                 if (shift)
11081                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
11082                                                                         insn->dst_reg,
11083                                                                         shift);
11084                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
11085                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
11086                         }
11087                 }
11088
11089                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11090                 if (!new_prog)
11091                         return -ENOMEM;
11092
11093                 delta += cnt - 1;
11094
11095                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
11096                 env->prog = new_prog;
11097                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11098         }
11099
11100         return 0;
11101 }
11102
11103 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
11104 {
11105         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
11106         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
11107         struct bpf_map *map_ptr;
11108         struct bpf_insn *insn;
11109         void *old_bpf_func;
11110         int err, num_exentries;
11111
11112         if (env->subprog_cnt <= 1)
11113                 return 0;
11114
11115         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
11116                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
11117                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
11118                         continue;
11119                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
11120                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
11121                  * propagated in any case.
11122                  */
11123                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
11124                 if (subprog < 0) {
11125                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
11126                                   i + insn->imm + 1);
11127                         return -EFAULT;
11128                 }
11129                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
11130                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
11131                  */
11132                 insn->off = subprog;
11133                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
11134                  * to interpreter will be needed
11135                  */
11136                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
11137                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
11138                 insn->imm = 1;
11139         }
11140
11141         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
11142         if (err)
11143                 goto out_undo_insn;
11144
11145         err = -ENOMEM;
11146         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
11147         if (!func)
11148                 goto out_undo_insn;
11149
11150         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11151                 subprog_start = subprog_end;
11152                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
11153
11154                 len = subprog_end - subprog_start;
11155                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
11156                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
11157                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
11158                  * func[i]->aux->stats will never be accessed and stays NULL
11159                  */
11160                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
11161                 if (!func[i])
11162                         goto out_free;
11163                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
11164                        len * sizeof(struct bpf_insn));
11165                 func[i]->type = prog->type;
11166                 func[i]->len = len;
11167                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
11168                         goto out_free;
11169                 func[i]->is_func = 1;
11170                 func[i]->aux->func_idx = i;
11171                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
11172                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
11173                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
11174                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
11175                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
11176
11177                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
11178                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
11179
11180                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
11181                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
11182                             poke->insn_idx >= subprog_start)
11183                                 poke->aux = func[i]->aux;
11184                 }
11185
11186                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
11187                  * Long term would need debug info to populate names
11188                  */
11189                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
11190                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
11191                 func[i]->jit_requested = 1;
11192                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
11193                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
11194                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
11195                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
11196                 num_exentries = 0;
11197                 insn = func[i]->insnsi;
11198                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
11199                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
11200                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
11201                                 num_exentries++;
11202                 }
11203                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
11204                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
11205                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
11206                 if (!func[i]->jited) {
11207                         err = -ENOTSUPP;
11208                         goto out_free;
11209                 }
11210                 cond_resched();
11211         }
11212
11213         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
11214          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
11215          * run last pass of JIT
11216          */
11217         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11218                 insn = func[i]->insnsi;
11219                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
11220                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
11221                             insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
11222                                 continue;
11223                         subprog = insn->off;
11224                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
11225                                     __bpf_call_base;
11226                 }
11227
11228                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
11229                  * of the JITed images for each function in the program
11230                  *
11231                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
11232                  * might not be large enough to hold the offset of the start
11233                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
11234                  *
11235                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
11236                  * by using its subprog id, available from the off field of
11237                  * the call instruction, as an index for this list
11238                  */
11239                 func[i]->aux->func = func;
11240                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
11241         }
11242         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11243                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
11244                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
11245                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
11246                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
11247                         err = -ENOTSUPP;
11248                         goto out_free;
11249                 }
11250                 cond_resched();
11251         }
11252
11253         /* finally lock prog and jit images for all functions and
11254          * populate kallsysm
11255          */
11256         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11257                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
11258                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
11259         }
11260
11261         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
11262          * prog consistent for later dump requests, so they can
11263          * later look the same as if they were interpreted only.
11264          */
11265         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
11266                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
11267                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
11268                         continue;
11269                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
11270                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
11271                 insn->imm = subprog;
11272         }
11273
11274         prog->jited = 1;
11275         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
11276         prog->aux->func = func;
11277         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
11278         bpf_prog_free_unused_jited_linfo(prog);
11279         return 0;
11280 out_free:
11281         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
11282          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
11283          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
11284          */
11285         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
11286                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
11287                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
11288         }
11289         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
11290          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
11291          * released with the main prog.
11292          */
11293         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11294                 if (!func[i])
11295                         continue;
11296                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
11297                 bpf_jit_free(func[i]);
11298         }
11299         kfree(func);
11300 out_undo_insn:
11301         /* cleanup main prog to be interpreted */
11302         prog->jit_requested = 0;
11303         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
11304                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
11305                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
11306                         continue;
11307                 insn->off = 0;
11308                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
11309         }
11310         bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
11311         return err;
11312 }
11313
11314 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
11315 {
11316 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
11317         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11318         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
11319         int i, depth;
11320 #endif
11321         int err = 0;
11322
11323         if (env->prog->jit_requested &&
11324             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
11325                 err = jit_subprogs(env);
11326                 if (err == 0)
11327                         return 0;
11328                 if (err == -EFAULT)
11329                         return err;
11330         }
11331 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
11332         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
11333                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
11334                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
11335                  */
11336                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
11337                 return -EINVAL;
11338         }
11339         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
11340                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
11341                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
11342                         continue;
11343                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
11344                 if (depth < 0)
11345                         return depth;
11346                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
11347         }
11348         err = 0;
11349 #endif
11350         return err;
11351 }
11352
11353 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
11354  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
11355  *
11356  * this function is called after eBPF program passed verification
11357  */
11358 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
11359 {
11360         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11361         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
11362         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
11363         const struct bpf_func_proto *fn;
11364         const int insn_cnt = prog->len;
11365         const struct bpf_map_ops *ops;
11366         struct bpf_insn_aux_data *aux;
11367         struct bpf_insn insn_buf[16];
11368         struct bpf_prog *new_prog;
11369         struct bpf_map *map_ptr;
11370         int i, ret, cnt, delta = 0;
11371
11372         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
11373                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
11374                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
11375                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
11376                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
11377                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
11378                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
11379                         struct bpf_insn *patchlet;
11380                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
11381                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
11382                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
11383                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
11384                                              0, 2, 0),
11385                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
11386                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
11387                                 *insn,
11388                         };
11389                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
11390                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
11391                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
11392                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
11393                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
11394                                 *insn,
11395                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
11396                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
11397                         };
11398
11399                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
11400                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
11401                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
11402
11403                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
11404                         if (!new_prog)
11405                                 return -ENOMEM;
11406
11407                         delta    += cnt - 1;
11408                         env->prog = prog = new_prog;
11409                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11410                         continue;
11411                 }
11412
11413                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
11414                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
11415                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
11416                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
11417                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11418                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11419                                 return -EINVAL;
11420                         }
11421
11422                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11423                         if (!new_prog)
11424                                 return -ENOMEM;
11425
11426                         delta    += cnt - 1;
11427                         env->prog = prog = new_prog;
11428                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11429                         continue;
11430                 }
11431
11432                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
11433                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
11434                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
11435                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
11436                         struct bpf_insn insn_buf[16];
11437                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
11438                         bool issrc, isneg, isimm;
11439                         u32 off_reg;
11440
11441                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11442                         if (!aux->alu_state ||
11443                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
11444                                 continue;
11445
11446                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
11447                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
11448                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
11449                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
11450
11451                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
11452                         if (isimm) {
11453                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
11454                         } else {
11455                                 if (isneg)
11456                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
11457                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
11458                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
11459                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
11460                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
11461                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
11462                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
11463                         }
11464                         if (!issrc)
11465                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
11466                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
11467                         if (isneg)
11468                                 insn->code = insn->code == code_add ?
11469                                              code_sub : code_add;
11470                         *patch++ = *insn;
11471                         if (issrc && isneg && !isimm)
11472                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
11473                         cnt = patch - insn_buf;
11474
11475                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11476                         if (!new_prog)
11477                                 return -ENOMEM;
11478
11479                         delta    += cnt - 1;
11480                         env->prog = prog = new_prog;
11481                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11482                         continue;
11483                 }
11484
11485                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
11486                         continue;
11487                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
11488                         continue;
11489
11490                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
11491                         prog->dst_needed = 1;
11492                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
11493                         bpf_user_rnd_init_once();
11494                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
11495                         prog->kprobe_override = 1;
11496                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
11497                         /* If we tail call into other programs, we
11498                          * cannot make any assumptions since they can
11499                          * be replaced dynamically during runtime in
11500                          * the program array.
11501                          */
11502                         prog->cb_access = 1;
11503                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
11504                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
11505                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
11506
11507                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
11508                          * conditional branch in the interpeter for every normal
11509                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
11510                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
11511                          */
11512                         insn->imm = 0;
11513                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
11514
11515                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11516                         if (env->bpf_capable && !expect_blinding &&
11517                             prog->jit_requested &&
11518                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
11519                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
11520                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
11521                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
11522                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
11523                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
11524                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
11525                                         .insn_idx = i + delta,
11526                                 };
11527
11528                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
11529                                 if (ret < 0) {
11530                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
11531                                         return ret;
11532                                 }
11533
11534                                 insn->imm = ret + 1;
11535                                 continue;
11536                         }
11537
11538                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
11539                                 continue;
11540
11541                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
11542                          * emit two extra insns:
11543                          * if (index >= max_entries) goto out;
11544                          * index &= array->index_mask;
11545                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
11546                          */
11547                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
11548                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
11549                                 return -EINVAL;
11550                         }
11551
11552                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11553                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
11554                                                   map_ptr->max_entries, 2);
11555                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
11556                                                     container_of(map_ptr,
11557                                                                  struct bpf_array,
11558                                                                  map)->index_mask);
11559                         insn_buf[2] = *insn;
11560                         cnt = 3;
11561                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11562                         if (!new_prog)
11563                                 return -ENOMEM;
11564
11565                         delta    += cnt - 1;
11566                         env->prog = prog = new_prog;
11567                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11568                         continue;
11569                 }
11570
11571                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
11572                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
11573                  * only.
11574                  */
11575                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11576                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
11577                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
11578                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
11579                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
11580                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
11581                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem)) {
11582                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11583                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
11584                                 goto patch_call_imm;
11585
11586                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11587                         ops = map_ptr->ops;
11588                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
11589                             ops->map_gen_lookup) {
11590                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
11591                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
11592                                         goto patch_map_ops_generic;
11593                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11594                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11595                                         return -EINVAL;
11596                                 }
11597
11598                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
11599                                                                insn_buf, cnt);
11600                                 if (!new_prog)
11601                                         return -ENOMEM;
11602
11603                                 delta    += cnt - 1;
11604                                 env->prog = prog = new_prog;
11605                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11606                                 continue;
11607                         }
11608
11609                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
11610                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11611                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
11612                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11613                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
11614                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
11615                                               u64 flags))NULL));
11616                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
11617                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
11618                                               u64 flags))NULL));
11619                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
11620                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11621                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
11622                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11623 patch_map_ops_generic:
11624                         switch (insn->imm) {
11625                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
11626                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
11627                                             __bpf_call_base;
11628                                 continue;
11629                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
11630                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
11631                                             __bpf_call_base;
11632                                 continue;
11633                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
11634                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
11635                                             __bpf_call_base;
11636                                 continue;
11637                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
11638                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
11639                                             __bpf_call_base;
11640                                 continue;
11641                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
11642                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
11643                                             __bpf_call_base;
11644                                 continue;
11645                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
11646                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
11647                                             __bpf_call_base;
11648                                 continue;
11649                         }
11650
11651                         goto patch_call_imm;
11652                 }
11653
11654                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11655                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
11656                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
11657                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
11658                                              (unsigned long)&jiffies),
11659                         };
11660
11661                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
11662                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
11663                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
11664                                                   BPF_REG_0, 0);
11665                         cnt = 3;
11666
11667                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
11668                                                        cnt);
11669                         if (!new_prog)
11670                                 return -ENOMEM;
11671
11672                         delta    += cnt - 1;
11673                         env->prog = prog = new_prog;
11674                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11675                         continue;
11676                 }
11677
11678 patch_call_imm:
11679                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
11680                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
11681                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
11682                  */
11683                 if (!fn->func) {
11684                         verbose(env,
11685                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
11686                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
11687                         return -EFAULT;
11688                 }
11689                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
11690         }
11691
11692         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
11693         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
11694                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
11695                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
11696                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
11697                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
11698                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11699                         return -EINVAL;
11700                 }
11701
11702                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
11703                 if (ret < 0) {
11704                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
11705                         return ret;
11706                 }
11707         }
11708
11709         return 0;
11710 }
11711
11712 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
11713 {
11714         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
11715         int i;
11716
11717         sl = env->free_list;
11718         while (sl) {
11719                 sln = sl->next;
11720                 free_verifier_state(&sl->state, false);
11721                 kfree(sl);
11722                 sl = sln;
11723         }
11724         env->free_list = NULL;
11725
11726         if (!env->explored_states)
11727                 return;
11728
11729         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
11730                 sl = env->explored_states[i];
11731
11732                 while (sl) {
11733                         sln = sl->next;
11734                         free_verifier_state(&sl->state, false);
11735                         kfree(sl);
11736                         sl = sln;
11737                 }
11738                 env->explored_states[i] = NULL;
11739         }
11740 }
11741
11742 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
11743 {
11744         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
11745         struct bpf_verifier_state *state;
11746         struct bpf_reg_state *regs;
11747         int ret, i;
11748
11749         env->prev_linfo = NULL;
11750         env->pass_cnt++;
11751
11752         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
11753         if (!state)
11754                 return -ENOMEM;
11755         state->curframe = 0;
11756         state->speculative = false;
11757         state->branches = 1;
11758         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
11759         if (!state->frame[0]) {
11760                 kfree(state);
11761                 return -ENOMEM;
11762         }
11763         env->cur_state = state;
11764         init_func_state(env, state->frame[0],
11765                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
11766                         0 /* frameno */,
11767                         subprog);
11768
11769         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
11770         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
11771                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
11772                 if (ret)
11773                         goto out;
11774                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
11775                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
11776                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
11777                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
11778                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
11779                 }
11780         } else {
11781                 /* 1st arg to a function */
11782                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
11783                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
11784                 ret = btf_check_func_arg_match(env, subprog, regs);
11785                 if (ret == -EFAULT)
11786                         /* unlikely verifier bug. abort.
11787                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
11788                          * main() function due to backward compatibility.
11789                          * Like socket filter program may be written as:
11790                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
11791                          * and never dereference that ctx in the program.
11792                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
11793                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
11794                          */
11795                         goto out;
11796         }
11797
11798         ret = do_check(env);
11799 out:
11800         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
11801          * do_check() under memory pressure.
11802          */
11803         if (env->cur_state) {
11804                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
11805                 env->cur_state = NULL;
11806         }
11807         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
11808         if (!ret && pop_log)
11809                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
11810         free_states(env);
11811         return ret;
11812 }
11813
11814 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
11815  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
11816  * Consider:
11817  * int bar(int);
11818  * int foo(int f)
11819  * {
11820  *    return bar(f);
11821  * }
11822  * int bar(int b)
11823  * {
11824  *    ...
11825  * }
11826  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
11827  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
11828  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
11829  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
11830  */
11831 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
11832 {
11833         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11834         int i, ret;
11835
11836         if (!aux->func_info)
11837                 return 0;
11838
11839         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
11840                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
11841                         continue;
11842                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
11843                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
11844                 ret = do_check_common(env, i);
11845                 if (ret) {
11846                         return ret;
11847                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
11848                         verbose(env,
11849                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
11850                                 i);
11851                 }
11852         }
11853         return 0;
11854 }
11855
11856 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
11857 {
11858         int ret;
11859
11860         env->insn_idx = 0;
11861         ret = do_check_common(env, 0);
11862         if (!ret)
11863                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
11864         return ret;
11865 }
11866
11867
11868 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
11869 {
11870         int i;
11871
11872         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
11873                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
11874                         div_u64(env->verification_time, 1000));
11875                 verbose(env, "stack depth ");
11876                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11877                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
11878
11879                         verbose(env, "%d", depth);
11880                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
11881                                 verbose(env, "+");
11882                 }
11883                 verbose(env, "\n");
11884         }
11885         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
11886                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
11887                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
11888                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
11889                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
11890 }
11891
11892 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
11893 {
11894         const struct btf_type *t, *func_proto;
11895         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
11896         const struct btf_member *member;
11897         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11898         u32 btf_id, member_idx;
11899         const char *mname;
11900
11901         if (!prog->gpl_compatible) {
11902                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
11903                 return -EINVAL;
11904         }
11905
11906         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
11907         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
11908         if (!st_ops) {
11909                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
11910                         btf_id);
11911                 return -ENOTSUPP;
11912         }
11913
11914         t = st_ops->type;
11915         member_idx = prog->expected_attach_type;
11916         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
11917                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
11918                         member_idx, st_ops->name);
11919                 return -EINVAL;
11920         }
11921
11922         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
11923         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
11924         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
11925                                                NULL);
11926         if (!func_proto) {
11927                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
11928                         mname, member_idx, st_ops->name);
11929                 return -EINVAL;
11930         }
11931
11932         if (st_ops->check_member) {
11933                 int err = st_ops->check_member(t, member);
11934
11935                 if (err) {
11936                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
11937                                 mname, st_ops->name);
11938                         return err;
11939                 }
11940         }
11941
11942         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
11943         prog->aux->attach_func_name = mname;
11944         env->ops = st_ops->verifier_ops;
11945
11946         return 0;
11947 }
11948 #define SECURITY_PREFIX "security_"
11949
11950 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
11951 {
11952         if (within_error_injection_list(addr) ||
11953             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
11954                 return 0;
11955
11956         return -EINVAL;
11957 }
11958
11959 /* non exhaustive list of sleepable bpf_lsm_*() functions */
11960 BTF_SET_START(btf_sleepable_lsm_hooks)
11961 #ifdef CONFIG_BPF_LSM
11962 BTF_ID(func, bpf_lsm_bprm_committed_creds)
11963 #else
11964 BTF_ID_UNUSED
11965 #endif
11966 BTF_SET_END(btf_sleepable_lsm_hooks)
11967
11968 static int check_sleepable_lsm_hook(u32 btf_id)
11969 {
11970         return btf_id_set_contains(&btf_sleepable_lsm_hooks, btf_id);
11971 }
11972
11973 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
11974  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
11975  */
11976 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
11977 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
11978  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
11979  */
11980 BTF_ID(func, __add_to_page_cache_locked)
11981 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
11982 BTF_ID(func, should_failslab)
11983 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
11984
11985 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
11986 {
11987         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
11988 }
11989
11990 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
11991                             const struct bpf_prog *prog,
11992                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
11993                             u32 btf_id,
11994                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
11995 {
11996         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
11997         const char prefix[] = "btf_trace_";
11998         int ret = 0, subprog = -1, i;
11999         const struct btf_type *t;
12000         bool conservative = true;
12001         const char *tname;
12002         struct btf *btf;
12003         long addr = 0;
12004
12005         if (!btf_id) {
12006                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
12007                 return -EINVAL;
12008         }
12009         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : btf_vmlinux;
12010         if (!btf) {
12011                 bpf_log(log,
12012                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
12013                 return -EINVAL;
12014         }
12015         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
12016         if (!t) {
12017                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
12018                 return -EINVAL;
12019         }
12020         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12021         if (!tname) {
12022                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
12023                 return -EINVAL;
12024         }
12025         if (tgt_prog) {
12026                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
12027
12028                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
12029                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
12030                                 subprog = i;
12031                                 break;
12032                         }
12033                 if (subprog == -1) {
12034                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
12035                         return -EINVAL;
12036                 }
12037                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
12038                 if (prog_extension) {
12039                         if (conservative) {
12040                                 bpf_log(log,
12041                                         "Cannot replace static functions\n");
12042                                 return -EINVAL;
12043                         }
12044                         if (!prog->jit_requested) {
12045                                 bpf_log(log,
12046                                         "Extension programs should be JITed\n");
12047                                 return -EINVAL;
12048                         }
12049                 }
12050                 if (!tgt_prog->jited) {
12051                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
12052                         return -EINVAL;
12053                 }
12054                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
12055                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
12056                          * Cannot attach program extension to another extension.
12057                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
12058                          */
12059                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
12060                         return -EINVAL;
12061                 }
12062                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
12063                     prog_extension &&
12064                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
12065                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
12066                         /* Program extensions can extend all program types
12067                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
12068                          * The fentry/fexit programs are used for performance
12069                          * analysis, stats and can be attached to any program
12070                          * type except themselves. When extension program is
12071                          * replacing XDP function it is necessary to allow
12072                          * performance analysis of all functions. Both original
12073                          * XDP program and its program extension. Hence
12074                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
12075                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
12076                          * would be possible to create long call chain
12077                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
12078                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
12079                          * allowed.
12080                          */
12081                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
12082                         return -EINVAL;
12083                 }
12084         } else {
12085                 if (prog_extension) {
12086                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
12087                         return -EINVAL;
12088                 }
12089         }
12090
12091         switch (prog->expected_attach_type) {
12092         case BPF_TRACE_RAW_TP:
12093                 if (tgt_prog) {
12094                         bpf_log(log,
12095                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
12096                         return -EINVAL;
12097                 }
12098                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
12099                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
12100                                 btf_id);
12101                         return -EINVAL;
12102                 }
12103                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
12104                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
12105                                 btf_id, tname);
12106                         return -EINVAL;
12107                 }
12108                 tname += sizeof(prefix) - 1;
12109                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
12110                 if (!btf_type_is_ptr(t))
12111                         /* should never happen in valid vmlinux build */
12112                         return -EINVAL;
12113                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
12114                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
12115                         /* should never happen in valid vmlinux build */
12116                         return -EINVAL;
12117
12118                 break;
12119         case BPF_TRACE_ITER:
12120                 if (!btf_type_is_func(t)) {
12121                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
12122                                 btf_id);
12123                         return -EINVAL;
12124                 }
12125                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
12126                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
12127                         return -EINVAL;
12128                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
12129                 if (ret)
12130                         return ret;
12131                 break;
12132         default:
12133                 if (!prog_extension)
12134                         return -EINVAL;
12135                 fallthrough;
12136         case BPF_MODIFY_RETURN:
12137         case BPF_LSM_MAC:
12138         case BPF_TRACE_FENTRY:
12139         case BPF_TRACE_FEXIT:
12140                 if (!btf_type_is_func(t)) {
12141                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
12142                                 btf_id);
12143                         return -EINVAL;
12144                 }
12145                 if (prog_extension &&
12146                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
12147                         return -EINVAL;
12148                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
12149                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
12150                         return -EINVAL;
12151
12152                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
12153                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
12154                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
12155                         return -EINVAL;
12156
12157                 if (tgt_prog && conservative)
12158                         t = NULL;
12159
12160                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
12161                 if (ret < 0)
12162                         return ret;
12163
12164                 if (tgt_prog) {
12165                         if (subprog == 0)
12166                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
12167                         else
12168                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
12169                 } else {
12170                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
12171                         if (!addr) {
12172                                 bpf_log(log,
12173                                         "The address of function %s cannot be found\n",
12174                                         tname);
12175                                 return -ENOENT;
12176                         }
12177                 }
12178
12179                 if (prog->aux->sleepable) {
12180                         ret = -EINVAL;
12181                         switch (prog->type) {
12182                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
12183                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
12184                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
12185                                  */
12186                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
12187                                     within_error_injection_list(addr))
12188                                         ret = 0;
12189                                 break;
12190                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
12191                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
12192                                  * Only some of them are sleepable.
12193                                  */
12194                                 if (check_sleepable_lsm_hook(btf_id))
12195                                         ret = 0;
12196                                 break;
12197                         default:
12198                                 break;
12199                         }
12200                         if (ret) {
12201                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
12202                                 return ret;
12203                         }
12204                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
12205                         if (tgt_prog) {
12206                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
12207                                 return -EINVAL;
12208                         }
12209                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
12210                         if (ret) {
12211                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
12212                                 return ret;
12213                         }
12214                 }
12215
12216                 break;
12217         }
12218         tgt_info->tgt_addr = addr;
12219         tgt_info->tgt_name = tname;
12220         tgt_info->tgt_type = t;
12221         return 0;
12222 }
12223
12224 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
12225 {
12226         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12227         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
12228         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
12229         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
12230         struct bpf_trampoline *tr;
12231         int ret;
12232         u64 key;
12233
12234         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
12235             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM) {
12236                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret and lsm programs can be sleepable\n");
12237                 return -EINVAL;
12238         }
12239
12240         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
12241                 return check_struct_ops_btf_id(env);
12242
12243         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
12244             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
12245             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
12246                 return 0;
12247
12248         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
12249         if (ret)
12250                 return ret;
12251
12252         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
12253                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
12254                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
12255                  * verification
12256                  */
12257                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
12258                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
12259         }
12260
12261         /* store info about the attachment target that will be used later */
12262         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
12263         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
12264
12265         if (tgt_prog) {
12266                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
12267                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
12268         }
12269
12270         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
12271                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
12272                 return 0;
12273         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
12274                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
12275                         return -EINVAL;
12276                 return 0;
12277         }
12278
12279         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
12280                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
12281                 if (ret < 0)
12282                         return ret;
12283         }
12284
12285         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, btf_id);
12286         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
12287         if (!tr)
12288                 return -ENOMEM;
12289
12290         prog->aux->dst_trampoline = tr;
12291         return 0;
12292 }
12293
12294 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
12295 {
12296         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
12297                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
12298                 if (!btf_vmlinux)
12299                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
12300                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
12301         }
12302         return btf_vmlinux;
12303 }
12304
12305 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr,
12306               union bpf_attr __user *uattr)
12307 {
12308         u64 start_time = ktime_get_ns();
12309         struct bpf_verifier_env *env;
12310         struct bpf_verifier_log *log;
12311         int i, len, ret = -EINVAL;
12312         bool is_priv;
12313
12314         /* no program is valid */
12315         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
12316                 return -EINVAL;
12317
12318         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
12319          * allocate/free it every time bpf_check() is called
12320          */
12321         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
12322         if (!env)
12323                 return -ENOMEM;
12324         log = &env->log;
12325
12326         len = (*prog)->len;
12327         env->insn_aux_data =
12328                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
12329         ret = -ENOMEM;
12330         if (!env->insn_aux_data)
12331                 goto err_free_env;
12332         for (i = 0; i < len; i++)
12333                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
12334         env->prog = *prog;
12335         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
12336         is_priv = bpf_capable();
12337
12338         bpf_get_btf_vmlinux();
12339
12340         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
12341         if (!is_priv)
12342                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
12343
12344         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
12345                 /* user requested verbose verifier output
12346                  * and supplied buffer to store the verification trace
12347                  */
12348                 log->level = attr->log_level;
12349                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
12350                 log->len_total = attr->log_size;
12351
12352                 /* log attributes have to be sane */
12353                 if (!bpf_verifier_log_attr_valid(log)) {
12354                         ret = -EINVAL;
12355                         goto err_unlock;
12356                 }
12357         }
12358
12359         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
12360                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
12361                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
12362                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
12363                 goto skip_full_check;
12364         }
12365
12366         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
12367         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
12368                 env->strict_alignment = true;
12369         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
12370                 env->strict_alignment = false;
12371
12372         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
12373         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
12374         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
12375         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
12376         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
12377         env->bpf_capable = bpf_capable();
12378
12379         if (is_priv)
12380                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
12381
12382         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
12383                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
12384                                        GFP_USER);
12385         ret = -ENOMEM;
12386         if (!env->explored_states)
12387                 goto skip_full_check;
12388
12389         ret = check_subprogs(env);
12390         if (ret < 0)
12391                 goto skip_full_check;
12392
12393         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
12394         if (ret < 0)
12395                 goto skip_full_check;
12396
12397         ret = check_attach_btf_id(env);
12398         if (ret)
12399                 goto skip_full_check;
12400
12401         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
12402         if (ret < 0)
12403                 goto skip_full_check;
12404
12405         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12406                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
12407                 if (ret)
12408                         goto skip_full_check;
12409         }
12410
12411         ret = check_cfg(env);
12412         if (ret < 0)
12413                 goto skip_full_check;
12414
12415         ret = do_check_subprogs(env);
12416         ret = ret ?: do_check_main(env);
12417
12418         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
12419                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
12420
12421 skip_full_check:
12422         kvfree(env->explored_states);
12423
12424         if (ret == 0)
12425                 ret = check_max_stack_depth(env);
12426
12427         /* instruction rewrites happen after this point */
12428         if (is_priv) {
12429                 if (ret == 0)
12430                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
12431                 if (ret == 0)
12432                         ret = opt_remove_dead_code(env);
12433                 if (ret == 0)
12434                         ret = opt_remove_nops(env);
12435         } else {
12436                 if (ret == 0)
12437                         sanitize_dead_code(env);
12438         }
12439
12440         if (ret == 0)
12441                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
12442                 ret = convert_ctx_accesses(env);
12443
12444         if (ret == 0)
12445                 ret = fixup_bpf_calls(env);
12446
12447         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
12448          * insns could be handled correctly.
12449          */
12450         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12451                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
12452                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
12453                                                                      : false;
12454         }
12455
12456         if (ret == 0)
12457                 ret = fixup_call_args(env);
12458
12459         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
12460         print_verification_stats(env);
12461
12462         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
12463                 ret = -ENOSPC;
12464         if (log->level && !log->ubuf) {
12465                 ret = -EFAULT;
12466                 goto err_release_maps;
12467         }
12468
12469         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
12470                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
12471                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
12472                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
12473                                                           GFP_KERNEL);
12474
12475                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
12476                         ret = -ENOMEM;
12477                         goto err_release_maps;
12478                 }
12479
12480                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
12481                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
12482                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
12483
12484                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
12485                  * bpf_ld_imm64 instructions
12486                  */
12487                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
12488         }
12489
12490         if (ret == 0)
12491                 adjust_btf_func(env);
12492
12493 err_release_maps:
12494         if (!env->prog->aux->used_maps)
12495                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
12496                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
12497                  */
12498                 release_maps(env);
12499
12500         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
12501            for verification purposes, so set it back to zero before returning
12502          */
12503         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
12504                 env->prog->expected_attach_type = 0;
12505
12506         *prog = env->prog;
12507 err_unlock:
12508         if (!is_priv)
12509                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
12510         vfree(env->insn_aux_data);
12511 err_free_env:
12512         kfree(env);
12513         return ret;
12514 }